スーパーアースが形成される方法

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私たちの太陽系には「通常の地球」しか含まれていませんが、天文学者は他のシステムに「超地球」が含まれる可能性があると予測しています。私たちの惑星の数倍の質量を持つ岩の惑星。赤い矮星は質量が少ないため、ガスジャイアントを形成する軽いガスにぶら下がることはできません。残りの重い要素には、非常に巨大な地球型惑星を形成する時間があります。

「超地球」を形成するための新しい説明は、それらが木星や土星のようなガスの巨大惑星よりも赤い矮星を軌道に乗って発見される可能性が最も高いことを示唆しています。カーネギー研究所の地球磁気学部のアランボス博士による理論は、近くの巨大な星からの紫外線が惑星のガス状のエンベロープを剥ぎ取り、超地球を露出させるメカニズムを説明しています。 2006年6月10日のAstrophysical Journal(Letters)で発表されたこの研究では、マイクロレンズ方式による最近の太陽系外惑星の発見について説明しています。

超地球の質量は地球と海王星の間の範囲ですが、組成は不明です。 「太陽に最も近い300個の星のうち、少なくとも230個は赤い矮星であり、質量は私たちの太陽の半分未満です」とボスは言います。 「近くの星は他の地球に似た惑星を探すのに最も簡単な場所なので、それらが持つかもしれない惑星系の種類を予測することを試みることは重要であり、それは彼らの惑星がどのように形成されるかを理解しようとすることを意味します。」

最近、証拠はおそらく太陽のような主系列星の周りの軌道でこれまでに見つかった最も低い質量の惑星について提示されました。これは、前景の星が背景の星の光を私たちの方向に曲げることによって遠くの星からの光を増幅するマイクロレンズ現象によって、天文学者の国際コンソーシアムによって発見されました。これは、アインシュタインによって予測された効果です。さらに、彼らは、太陽系の小惑星帯と同様の距離で前景の星を周回するおよそ5.5地球の質量の惑星の存在と一致して、二次的な増光も観察しました。前景の星の正体は不明ですが、赤い矮星(M dwarf)星である可能性が高いです。その後、別の赤い矮星の周りの13地球の質量の惑星によるマイクロレンズ効果の証拠が提示されました。

マイクロレンズ検出チームは、発見を、太陽系の地球や他の地球型惑星の形成、つまり次第に大きくなる固体との衝突をもたらしたのと同じプロセスによって、超小型地球が赤い矮星の周りに形成できるという証拠として解釈しました。ただし、このプロセスは非常に遅いため、固体がガスを捕獲するのに十分大きくなる前にディスクガスが消滅する可能性があるため、赤い矮星の周囲にガス巨大惑星が形成される可能性は低いです。ただし、マイクロレンズチームは以前、他の2つの赤い矮小星の周りに木星の質量に似た質量を持つ2つのガス巨大惑星の証拠を発見していました。巨大な惑星と超地球の質量を持つ惑星の両方がマイクロレンズによって検出されたにもかかわらず、前者は検出が容易であることを考えると、超惑星よりもはるかに少ない巨大惑星があるはずだと主張しました。

ボスは、ヒューストンのホテルのロビーに座っている間にこれらの発見を熟考していたとき、4つのマイクロレンズ惑星に関する新しい説明が彼に起こりました。彼は以前、赤い矮星がディスク不安定性メカニズムによって急速にガス巨大な原始惑星を形成する可能性が高いことを示しました。それにより、ガス状のディスクはらせん状の腕と自己重力原始惑星を形成し、干渉がなければ木星になります。ただし、ほとんどの星は、最終的には巨大なOスターが形成される領域で形成されます。そのような星は大量の紫外線(UV)放射を放出し、若い星の周りの円盤ガスを取り除き、それらの外側の原始惑星をUVに曝し、ガス状のエンベロープを取り除きます。 2002年、ボスと彼のカーネギーの同僚であるジョージウェザリルとネーダーハギピプール(現在はハワイ大学)は、超地球と同様の質量を持つ天王星と海王星を形成するためにこの説明を提案しました。

「UVストリッピングは中心の星の質量に依存するため、超地球は太陽の周りよりも赤い矮星の周りのはるかに小さい軌道上に見つかるはずだと私に気づきました」とボスは言います。 「このアイデアは、巨大な星の近くに形成される赤い小人が、マイクロレンズによって超地球が発見された距離で超地球が周回することになると自然に予測しています。」巨大な星がない場合に形成される赤い小人は、UVストリッピングを受けず、したがって、超地球ではなく、これらの距離でガス巨大惑星を形成します。そのような星は少数派なので、赤い小人は主に小惑星の距離以上で超地球によって軌道を回る必要があります。この予測は、これまでのマイクロレンズ検出と一致しています。

ボスの理論的予測が、進行中のマイクロレンズ探査と、NASAと欧州宇宙機関によって計画されている宇宙ベースの惑星探査ミッションによって検証されるかどうかは、まだ分からない。超地球の構成を決定することは、その居住性に重要な影響を与える主要な課題です。

元のソース:カーネギーニュースリリース

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