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惑星はそれらが由来する円盤よりも大きいことが判明


遠い昔、私たちが現在太陽と呼んでいる星に火がつきました。妊娠中の雲で利用可能なすべての素材を消費したわけではありません。残ったガスとほこりが社交ダンサーのスカートのようにその周りを渦巻いていました。ほこりっぽい残り物がいくつかの場所で合体し始め、より大きな岩のような物体を形成しました.数百万年後、残り物は 8 つの既知の惑星になり、小惑星帯と遠方のカイパー ベルトにいくつかのパンくずが残りました。

同様のことが無数の他の太陽の周りで起こり、その大部分は惑星を持つと考えられています。天文学者は、惑星形成プロセスが正確にどのように発生し、どのくらいの時間がかかるかを理解しようとしています。その一部は、現在惑星にどれだけの物質が存在するか、およびそれらが鍛造された塵の円盤にどれだけ存在する必要があるかを研究することです。しかし、彼らの宇宙会計は足し算ではありません.

新しい研究論文は、惑星が私たちの理解を超えた方法で形成されている可能性があることを示唆しています.星系ごとに、惑星は宇宙の最大のスター スカートよりもはるかに大きい。これは数学、または少なくとも理屈に反しているようです。惑星は、それらが作られているものよりも大きくすべきではありません.

新しい論文の背後にいる著者は、何百もの系外惑星と原始惑星系円盤の質量を比較することに着手しました。彼らは、世界で最も強力な電波望遠鏡によって編集された惑星のカタログと円盤の測定値を比較し、惑星の質量が円盤の質量よりもはるかに大きいことを発見しました.

著者らは、円盤に目に見えない物質が存在するか、円盤が恒星の向こう側から何らかの形で惑星形成物質を補充されている可能性があると示唆しています。いずれの選択肢も、現在の惑星形成のパラダイムに挑戦するものです。

原始惑星系円盤の塵とガスを研究するのに最適な望遠鏡は、チリの高地砂漠にある無線アンテナの群れであるアタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ (ALMA) です。望遠鏡には珍しい属性があります。直径約 1 ミリまでの物体を見ることができますが、小石よりも大きなものは本質的に見えません。新しい研究によると、おそらくそれがディスクが小さすぎるように見える理由です。惑星、または少なくとも惑星のコアが予想よりも早く形成されている場合、アルマ望遠鏡の視野から円盤の質量の一部を効果的に隠すことができます.

「100万年以内に非常に急速に惑星のコアを形成する場合」と、ドイツのガーヒングにあるヨーロッパ南天天文台の天文学者で、この研究を主導したカルロ・マナラは述べています。 、そして惑星の構成要素を非常に早い段階で形成することができます。」質量が欠落していない可能性があります。見落としているだけかもしれません。

長年にわたり、天文学者は惑星が大きな物体がゆっくりと衝突し、溶けて新しい何かに再結合するときに形成されると想像してきました。しかし、このプロセスには長い時間がかかります。たとえば、地球が形成されるのに数百万年かかったことがわかっています。

しかし、天文学者は、100 万年単位の時間スケールでの惑星形成が妥当であるとますます考えていると、カリフォルニア工科大学の天体物理学者であり、惑星形成を研究しており、新しい研究には関与していない Konstantin Batygin 氏は述べています。

「これはとてつもなく速いプロセスではありません。それは聖書的ではありません。七日じゃないし、六千年でもない。それは100万年です」と彼は言いました。 「100万回の軌道で多くのことが起こります。」

小石の降着と呼ばれる比較的新しく、人気のある理論が方法を提供します。この理論では、多くの小さな小石やちりの粒子がすぐに大きな天体に付着し、惑星がわずかに成長するとより速く成長する可能性があることを示唆しています。 Batygin 氏は、惑星形成研究の多くがこの方向に向かっていると述べており、Manara 氏の新しい研究も同じ方向を示しています。

さらに、若いスターの HL タウリは、これが起こっている可能性があるという強力な状況証拠を提供しています。 HL おうし座には、複数の同心リングに囲まれた原始惑星系円盤があります。多くの天文学者は、リングは惑星によって刻まれたと考えています。もしそうなら、星は約 100,000 年しか経っていない可能性があるため、それらの惑星は非常に速く形成されなければなりませんでした.

「初期の惑星形成をより説得力のあるものにするという点で、これは非常に重要です」とバティギンは言いました。

しかしマナラは、急速な惑星建設が最初の難問を解決するかどうか確信が持てません。彼は別の異常な可能性を提示しています:星は自身の円盤のはるか外側から物質を取り込み、新しい成分を混ぜ合わせる可能性があります.

星は分子雲と呼ばれる散光星雲の中で生まれます。ただし、クラウド内のすべてを使用するわけではありません。一部の残り物は、惑星が後で使用するのに十分長く残る可能性があります。湿った卵の中心部に少量の小麦粉をゆっくりと加えて、生パスタを作ることを考えてみてください。この場合、惑星を作るために利用できる物質の総量は、ALMA や天文学者が特定のスナップショットで見る量を超えています。



繰り返しになりますが、HL Tauri が例を示しています。昨年発表された研究で、ガルヒングの ESO の Hsi-Wei Yen と同僚は、HL タウリの中央円盤に接続された 2 つのアーク放電フィラメントについて説明しました。 1 つは地球上の私たちの視点に向かって流れているように見え、もう 1 つは私たちから離れて伸びています。著者らは、ガスが流入しているのか流出しているのかを判断できませんでしたが、その存在は、少なくともいずれかのシナリオが可能であることを示唆しています.

Batygin は、クラウド シーディングのアイデアも理にかなっていると言います。

「星はクラスターで生まれます。それらが単独で形成されているわけではありません。しかし、それが多くの惑星形成理論が設計されている方法であり、星は宇宙環境から隔離されています. 「しかし、一般的に、星形成環境は非常に動的です。若い大質量の星が絶えず誕生し、超新星爆発を起こしています。このようなことがすべて起こっています。」このような動的環境は、ちりやガスを原始惑星系円盤に移動させるのにも役立つ可能性があります。

「円盤リングがこの物質の一部をリサイクルして円盤に戻すのに役立つなら、それは惑星の形成を大幅に促進するでしょう」と、ビクトリア大学の天文学者で、新しい研究には関与していない Ruobing Dong は語った。 /P>

他の研究者は、円盤質量の難問は測定の誤りであると主張しています。アルマ望遠鏡は電波干渉計です。つまり、非常に長い波長の光を観測するために協調して動作する多くの電波皿があります。これにより、アルマ望遠鏡は若い星を包み込む塵のような小さな粒子を見ることができます。しかし、天文学者は、天体の質量を計算するために、その観測についていくつかの仮定を立てなければなりません。彼らのやり方が間違っている可能性があり、ALMA の目よりも多くのほこりがあります。

Manara 氏はこの議論を認めていますが、測定値が大幅にずれていたとしても、その不一致を説明するには十分ではないと述べています。 「私たちが思いついた2つの可能性のうち、最終的には、両方に真実があるというのが本当の考えかもしれません」と彼は言いました. 「重要なことは非常に早い段階で発生し、環境が役立ちます。」

この記事は Wired.com に転載され、スペイン語版は Investigacionyciencia.es に転載されました .



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