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「ヘアピンターン」に巻き込まれたエクスプラネットは、高質量ガス巨人がどのように形成されるかを示しています

「ヘアピンターン」軌道で渦巻く新しく発見されたエイリアンの世界は、惑星ハンターに巨大な惑星形成のめったに垣間見る段階のリングサイドシートを提供しています。

TOI 5205Bと名付けられたネプチューンサイズのガス巨人は、太陽のような星の周りの非常に偏心した道にあり、111日ごとに6,000万マイル(1億km)から2億マイル(3億200万km)の距離から揺れ動きます。

この非常に細長い軌道と約38の地球質量の惑星の比較的低い質量は、天文学者がガス大手の生活の中で青年期のあまり理解されていない期間に光を当てるのを助けています。特に、TOI 5205Bの奇妙な軌道は、おそらくそのシステム内の別の巨大な惑星との出会いによって、惑星の層が中断されたことを示唆しており、成長している惑星の岩だらけのコアを散らし、ナタールスクからのガスの蓄積を破壊しました。

「これは私たちがこれまで見た中で最も極端な巨大な惑星の1つです」と、天文学雑誌Lettersに掲載された研究の主著者であるテキサス大学オースティン校の天文学者ジェシカ・リビー・ロバーツは言いました。

「ガスの巨人がどのように形成され進化するかという現在のモデルに適合することは非常に挑戦的なオブジェクトです。」

その名前が示すように、輸送系外圏調査衛星(TESS)ミッションは、2021年にTOI 5205Bを最初に検出しました。

「私たちが得たテスのアラートでは、その期間は約20日か何かであり、すぐに光線を見るだけでは正しくないように思えた」とリビー・ロバーツは言った。 「彼らは約111日間の期間とはるかに一致しているように見えたので、私は興奮しました。」

オブジェクトの光の吸収と放出を研究する高解像度の分光器を使用して、Libby-Robertsと同僚によって収集されたフォローアップの地上ベースの観測は、システムの真の軌道期間を確認しました。これらの測定では、惑星の質量も改良されました。これは、TOI 5205Bの進化的経路に対する他の手がかりとともに、密度を理解するために重要です。

現在の理論は、木星や土星のような巨大なガス惑星が、プロトプラネタリーディスクの寒い範囲で氷、ほこり、有機分子の蓄積から形成されることを示唆しています。

固体コアが地球の塊の約10倍になると、周囲からふくらんでいるガスを引き付けるのに十分な大きさになります。ガスエンベロープが大きくなるほど、重力引っ張りでより多くのガスを引き付ける。この暴走プロセスは、一部の惑星が巨人に成長できるようにするものです。

TOI 5205Bの推定年齢は約1億歳であるため、科学者はこの「暴走ガス降着」プロセスを直接研究し、巨大な惑星の青年期の条件を調査する機会を提供します。

ただし、TOI 5205Bのオッドボール軌道は、滑らかでほぼ円形の軌道を予測する単純なコア降着シナリオに挑戦します。天文学者は、巨大な惑星間の出会いは、外国人形成中の一​​般的な出来事である可能性があると考えており、彼らの発達に影響を与え、軌道の経路を変えます。 TOI 5205Bの場合、シミュレーションは、惑星がかなり円形の軌道上で始まった可能性が高いことを示唆していますが、約1,000万年前にシステム内の別の巨大な惑星との緊密な出会いを経験しました。

この重力相互作用は、TOI 5205Bの岩だらけのコアを大幅に散乱させ、惑星の滑らかなガスの蓄積を破壊し、その結果、質量が低く、偏心軌道をもたらしました。

「私はこのシステムについて非常に考えてきましたが、さらに多くの質問があります」とLibby-Robertsは言いました。 「私は、システムのダイナミクスと歴史、そしてそれがこの非常に奇抜な軌道でどのように終わったのかについてもっと理解するための将来の研究を本当に楽しみにしています。」

Libby-Robertsと同僚は、システム内の追加の惑星を探し、赤外線などの他の波長でTOI 5205Bを観察することを計画しています。

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