巨大惑星はほんの数千年で小さな星の周りに形成される可能性があります

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Mタイプ(赤い矮星)の星は、宇宙の大部分の星を構成する、より冷たく、質量が低く、光度が低い天体です。天の川銀河だけで85%の星を占めています。近年、これらの星は太陽系外惑星ハンターにとって宝の山であることが証明されており、太陽系の最も近い赤い小人の周りに複数の地球(別名:地球のような)惑星が確認されています。

しかし、さらに驚くべきことは、いくつかの赤い小人がそれらを周回している木星にサイズと質量が匹敵する惑星を持っていることがわかったという事実です。セントラルランカシャー大学(UCLan)の研究者チームによって行われた新しい研究は、これがどのように起こり得るのかという謎に取り組みました。本質的に、彼らの研究は、ガス巨人が形成されるのに数千年しかかからないことを示しています。

最近ジャーナルに掲載された研究 天文学と天体物理学は、UCLan Jeremiah Horrocksの数学、物理学および天文学研究所(JHI – MPA)のAnthony Mercer博士とDimitris Stamatellos博士の研究によるものです。 JHI – MPAの天体物理学リーダーであるマーサー博士は、研究所の「理論上の星の形成と太陽系外惑星」グループを率いるスタマテロス博士の監督の下で研究を主導しました。

彼らは一緒に、どのようにして超大質量ガス巨星の形成を可能にするメカニズムを決定するために、惑星が赤い矮星の周りにどのように形成できるかを研究しました。従来の惑星形成のモデルによれば、ダスト粒子の漸進的な蓄積が次第に大きな物体をもたらすため、赤い矮星系は、超ジュピター型の惑星を形成するのに十分な質量を持っていてはなりません。

この不一致を調査するために、マーサーとスタマテロス博士は、ケンブリッジ、ダーラム、エディンバラ、レスター大学の施設を接続するアドバンストコンピューティング(DiRAC)スーパーコンピューターを使用した英国の分散型研究を使用して、赤い矮星の周りの原始惑星系円盤の進化をシミュレーションしました。これらの回転するガスとダストの円盤は、すべての新生星に共通であり、最終的には惑星の形成につながります。

彼らが発見したのは、これらの若い円盤が十分に大きい場合、それらは異なる断片に断片化する可能性があり、それらは相互の重力引力により合体してガス巨大惑星を形成することです。しかし、これには惑星が数千年以内に形成されることが必要であり、天体物理学の観点から見ると非常に速いタイムスケールです。マーサー博士が説明したように:

「惑星が小さな星の周りのそのような短いタイムスケールで形成できるかもしれないという事実は信じられないほど刺激的です。私たちの研究は、惑星の形成が特に堅固であることを示しています。小さな星の周りでもさまざまな方法で他の世界が形成される可能性があるため、惑星は以前考えていたよりも多様である可能性があります。」

彼らの研究はまた、これらの惑星が形成された後、それらのコアの温度が数千度に達する非常に高温になるであろうことを示しました。内部にはエネルギー源がないため、時間の経過とともに暗くなります。これは、これらの惑星がまだ若い場合、赤外線波長で観測するのは簡単ですが、直接観測するためのウィンドウが小さいことを意味します。

それでも、そのような惑星は、ホスト星への影響に基づいて間接的に観測することができます。これは、通常、赤色矮星を周回する惑星が発見されている方法です。これは、放射速度法(別名:ドップラー分光法)として知られています。星のスペクトルの変化は、星が動いていることを示します。これは、惑星が重力の影響を及ぼしていることを示しています。 Stamatellosが追加しました:

「コンピューターシミュレーションで惑星が形成されているのを見るだけでなく、それらの初期特性を非常に詳細に決定することができたのはこれが初めてでした。これらの惑星が「猛烈な勢い」の種類であることを発見するのは興味深いことでした。それらはすぐに形成され、予想外に熱くなっています。」

これらの結果は、タイムリーではないとしても、何もありません。最近、天文学者たちは、私たちに最も近い星であるプロキシマケンタウリの周りに2つ目の太陽系外惑星を発見しました。星の居住可能ゾーン内で地球サイズ、岩、および軌道であるプロキシマbとは異なり、プロキシマcは地球の1.5倍のサイズで、海王星の半分の大きさであると考えられており(ミニネプチューンになっています)、プロキシマケンタウリの居住可能ゾーンの外側を周回しています。

ガスの巨人が赤い矮星の周りに形成することを可能にする可能性のあるメカニズムがあることを知ることは、これらの完全に一般的であるがまだ神秘的な星の理解に一歩近づきます。

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