他の銀河で発見された惑星質量オブジェクト

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オクラホマ大学の研究者チームは、天の川の外にある「惑星質量体」を発見しました。それらは、クエーサーマイクロレンズと呼ばれる技術を使用して、1つの重力レンズ銀河と1つの重力レンズ銀河クラスターで発見されました。研究者によると、惑星の質量オブジェクトは惑星または原始ブラックホールのいずれかです。

これらの検出は、このタイプの2番目と3番目です。最初は、同じ研究者の何人かが関与する2018年に発生しました。現在、このようなオブジェクトを直接検出する方法はなく、惑星と小さなブラックホールを区別する方法もありません。

「自由に浮遊する惑星または原始ブラックホールのいずれかの惑星質量オブジェクトの検出は、星/惑星形成または初期宇宙のモデリングに非常に価値があります」と、筆頭著者のダイはプレスリリースで述べました。「2つの集団を分解しなくても、原始ブラックホールの集団に対する私たちの制限は、この質量範囲の以前の制限よりもすでに数桁低いです。」

これらの発見を概説する新しい論文は、「銀河系外惑星における惑星質量オブジェクトの確認」と題されています。著者は、Saloni Bhatiani、Xinyu Dai、およびEduardo Guerrasです。この論文はThe Astrophysical Journalに掲載されています。

ここ数年、私たちの銀河系にある惑星の多様性と相対的な豊富さについて多くのことを学びました。しかし、他の銀河はどうですか？それらの詳細レベルで調査することは困難です。つまり、私たちは銀河系外惑星についてほとんど証拠がなく、仮定だけがありました。しかし、クエーサーのマイクロレンズに基づく新しい技術は、より多くの証拠を私たちに与えています。

この技法は、遠くの明るい活動銀河核（AGN）またはクエーサーからの光に依存しています。その光を使用して、研究者は惑星体の光の特徴のスペクトルを研究することができました。これにより、「銀河のハローに関してこれらの惑星質量オブジェクトの割合を制限する」ことができました。対象はそれらのホスト銀河の総質量の約0.01％です。それらの質量は木星から月の質量に及び、この質量範囲で最も厳しい制約を提供します。

2つのシステムは、Q J0158-4325とSDSS J1004 + 4112です。

これらのオブジェクトは重力によって束縛されておらず、研究者によれば、それらは次の2つのうちの1つです。または原始ブラックホール。研究者が彼らの論文で述べているように、「私たちの分析は、結合されていない惑星質量オブジェクトは銀河において普遍的であることを示唆しており、オブジェクトは自由に浮遊する惑星または原始ブラックホールのいずれかであると推測します。」

「私たちは、遠方の銀河にある惑星の質量オブジェクトから信号を一貫して抽出できます。これにより、天体物理学の新しいウィンドウが開きます。」
サロニバティアーニ、共同研究者、博士OUの学生。

この研究は、惑星質量オブジェクトが銀河で普遍的である可能性が高いことを示しています。また、銀河クラスターのクラスター内領域の質量に対する史上初の制約も提供します。原始ブラックホールの場合、これらの制限は以前の制限よりも数桁小さいです。彼らの論文で述べているように、「惑星から星へのスケールの天文暗黒物質は、巨大なコンパクトハローオブジェクト（MACHO）としても知られています。以前は天の川の総質量の10％未満に制限されていました。」しかし、この研究は、それを彼らのホスト銀河の総質量の約0.01％にまで下げます。

「2つの新しいシステムでの検出に非常に興奮しています」とPh.D.研究者の一人だった学生サロニバティアーニ。「私たちは、遠方の銀河にある惑星の質量オブジェクトから信号を一貫して抽出できます。これにより、天体物理学の新しいウィンドウが開きます。」

紙が言うように、「FFP（自由に浮遊する惑星）の数密度は、詳細な放出過程だけでなく、惑星形成モデルにも依存します。原始ブラックホールは、量子ゆらぎによるインフレ時代に形成されると考えられています。したがって、これらの惑星質量オブジェクトは、星/惑星の形成と散乱プロセスのプローブとして、またはインフレ時代のごく初期の宇宙における基本的な物理学のいずれかの役割を果たすことができます。」

宇宙が現在の半分の年齢であったときに惑星質量オブジェクトの存在を確認するので、この作品は印象的です。

この作業をサポートするデータは、NASAのチャンドラX線天文台からのものです。これらの惑星質量オブジェクトの観測的証拠は、クエーサーのX線輝線のシフトとして現れるマイクロレンズ信号から導き出されました。これらの観測測定は、教育および研究のためのOUスーパーコンピューティングセンターで計算されたマイクロレンズシミュレーションと照合されました。

初期宇宙で形成された原始ブラックホール。それらは主に仮説であり、存在する場合、ビッグバン後の最初の1秒間に形成されました。当時、宇宙は均質ではなく塊でした。天文学者は、密度の高い高温の領域がブラックホールに崩壊した可能性があると考えています。

しばらくの間、故スティーブンホーキングを含む科学者たちは、暗黒物質が原始的なブラックホールである可能性があると考えていました。しかし、その理論は2019年の論文で発表されたようです。