私たちの銀河系には、混沌とした条件によって親星から引き裂かれた、または星から離れて誕生した、はぐれた惑星があふれています。これらの孤立した惑星は、今後の NASA プロジェクトによってまとめて発見される可能性があります。
天の川には、親星から分離された孤独な漂流天体、すなわち惑星の質量に近い質量を持つ銀河孤児が多数存在します。これらの遊牧惑星は、銀河だけを自由に漂流するため、親星を周回する惑星という一般的に受け入れられているイメージに挑戦しています。 「ならず者惑星」は、実際、私たちの銀河系の恒星の数を上回っている可能性があります。Astronomical Journal に掲載された新しい研究です。 を示します。
これまでのところ、これらの孤立した惑星のうち実際に天文学者によって発見されたものはほとんどありませんが、著者のシミュレーションは、2020 年代半ばに予定されている NASA のナンシー グレース ローマン宇宙望遠鏡の打ち上げにより、この状況が変わる可能性があることを示唆しています。たぶん、劇的にそうです。
チームのシミュレーションは、ローマンが何百もの謎の惑星を発見できることを示しました。その過程で、彼らがどのようにして銀河を単独でさまようようになったのかを研究者が特定するのに役立ち、この人口がより広い宇宙でどれほど大きいかを示すことができました.
Rogue by Name, Rogue by Nature:Mysterious and Missing
これまでのところ、これらの惑星が星の周りの軌道から解放されるプロセスを取り巻く多くの謎があります。主な 2 つの競合する理論は、これらの星が親星から解放されるか、孤立して形成されることを示唆しています。各プロセスは、根本的に異なる性質を持つローグ惑星につながる可能性があります.
ジョンソンは、巨大な崩壊するガス雲から形成される星と同様に、それらが孤立して形成されるのを見る、不正な惑星形成の代替方法を提供し続けます. 「この形成プロセスは、地球のおよそ数百倍である、木星に似た質量を持つオブジェクトを生成する可能性があります。」
問題は、これらのオブジェクトが非常に一般的である場合、なぜそれらの数が少ないのですか? 「不正な惑星を検出する際の難しさは、それらが本質的に光を発しないことです」とガウディは説明します。 「天体からの光を検出することは、天文学者が天体を見つけるために使用する主なツールであるため、不正な惑星はとらえどころのないものでした。」
天文学者は、重力マイクロレンズ法と呼ばれる方法を使用して、不正な惑星を見つけることができますが、ガウディが説明しているように、この方法には課題がないわけではありません:
さらに、天の川の中心は、電磁スペクトルの近赤外線領域で見る必要があるため、非常に不明瞭であるため、 地球の大気が近赤外線光で空を非常に明るくするため、この作業は非常に困難です。 .
ナンシー グレース ローマ宇宙望遠鏡 (およびアインシュタイン) が救助に!
より広い宇宙に焦点を当てた宇宙望遠鏡への道を開いた NASA の最初の主任天文学者であるナンシー グレース ローマンにちなんで名付けられたローマン望遠鏡は、2020 年代半ばに打ち上げられる予定です。これは、太陽と銀河の中心の間の天の川にある惑星に焦点を当てて、約 24,000 光年をカバーする、不正な惑星の人口調査を試みる最初の望遠鏡になる予定です。
チームの研究は、ローマの望遠鏡が、ローグ惑星の存在を示すマイクロレンズ現象にどれほど敏感であるかを発見するために作成されたシミュレーションで構成されており、その過程で、次世代の宇宙望遠鏡は現在の地球ベースの望遠鏡よりも 10 倍敏感であることがわかりました。望遠鏡。この感度の違いは、研究者自身にとって驚きでした。 「ローマンがどれほど敏感かを判断することは、本当にショックでした」とジョンソンは言います。 「惑星系から放出された月についても教えてくれるかもしれません!また、研究の過程で新しい「マイクロレンズの縮退」を発見しました.--この件については、まもなく発表される別の論文です。」
ジョンソンの共著者であるガウディも、この驚きを繰り返しています。 「ローマンが火星と同程度の質量の危険な惑星に敏感であり、信号が非常に強かったことに驚いた」と研究者は付け加えた。 「シミュレーションを開始する前は、予想もしていませんでした。」
ローマンが観測を行うために利用する現象は、アインシュタインの一般相対性理論で行われた予測に由来します。これは、質量を持つオブジェクトがそれらの周りの空間の構造を「ゆがめる」ことを示唆しています。この現象を説明するために使用される最も一般的な例えは、さまざまな質量の物体をその上に置くことによって引き伸ばされたゴムシートに作成される「へこみ」です。オブジェクトが重ければ重いほど、つまり質量が大きくなり、へこみが大きくなります。
この空間のゆがみは、惑星の軌道の原因となるだけでなく、光線の経路を曲げます。直線の経路は、宇宙の「へこみ」を通過するときに曲がります。これは、背景の光源からの光が、前景のオブジェクトの質量の効果によって曲げられることを意味します。この効果は最近、遠くの天の川が「似ている」ことを発見するために使用されました。しかし、その場合、そして多くの重力レンズ効果の場合、介在する物体は銀河であり、ならず者の惑星ではなく、したがって、「マイクロレンズ効果」よりもはるかに微妙で、より長く続く効果を検出するのが難しくありませんでした.不正な惑星によって引き起こされました。
ジョンソンが指摘するように、マイクロレンズ法は太陽系外惑星を研究するための重要で刺激的な方法ですが、ローマンと組み合わせると、惑星の孤児を発見するための鍵となります。
「ローマンは、これらのオブジェクトを見つけるための最善の策です。次善の策は Roman 2.0 — 視野が広く、ケイデンスが高いことです」と研究者は ZME に語っています。 ならず者の惑星は、この近々登場する宇宙ベースの望遠鏡が私たちに見えるようにする可能性のある全体像のほんの一部にすぎないと述べています. 「 ローマンと一緒にできる限り多くの仕事をしたいと思っています。次の大きなプロジェクトは、太陽に似た恒星のハビタブル ゾーンにある地球類似惑星の頻度について、ローマンが私たちに何を教えてくれるかを決定することです。」
元の研究
ジョンソン。 S. A.、ペニー。 M、ガウディ。 BS、他、「ナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡銀河系外惑星調査の予測。 Ⅱ．自由浮遊惑星の検出率*,’ The Astronomical Journal, [2020]。
