太陽系外惑星の起源

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私たちは本当に太陽系外惑星の研究のための素晴らしい時間に住んでいます。さらに最近では、直接的な画像だけでなく、そのような惑星の大気の最初のスペクトルが芽生え始めています。非常に多くのデータが利用可能になりつつあり、天文学者たちはこれらの余分な太陽惑星がどのように形成されたかについて推論を行うことさえできるようになりました。

一般に、惑星を形成するには2つの方法があります。 1つ目は、相互に独立して重力崩壊によって星と惑星が形成されるが、それらの相互重力が軌道上でそれらを結合するのに十分なほど接近している共付着を介したものです。 2つ目は、太陽系が形成された方法であるディスク法です。この中で、原始星の周りの薄い円盤からの物質は崩壊して惑星を形成します。これらの各プロセスには、天文学者がどの方法が支配的であるかを明らかにできる痕跡を残す可能性のある異なるパラメーターのセットがあります。キットピーク国立天文台のヘルムートアプトによる新しい論文は、これらの特性を調べ、太陽系外惑星の現在のサンプリングから、太陽系が奇妙である可能性があることを決定します。

2つの形成方法を区別する最初のパラメーターは、偏心のパラメーターです。比較のベースラインを確立するために、Abtは最初に188個の主系列バイナリスターの離心率の分布をプロットし、それをディスクタイプ(太陽系)を介して形成された唯一の既知のシステムの同じタイプのプロットと比較しました。これは、大部分の星が低偏心度の軌道を持っている一方で、このパーセンテージは偏心度が増加するにつれてゆっくりと落ちることを明らかにしました。太陽系では、1つの惑星(水星)の偏心が0.2を超えているため、その分布ははるかに急激に減少します。 Abtが379の惑星の偏心度が既知の分布を作成したとき、それは連星の分布とほぼ同じでした。

同様のプロットが、連星の半主軸と太陽系に対して作成されました。再び、これが既知の追加の太陽惑星についてプロットされたとき、分布は連星系の分布と同様でした。

Abtはシステムの構成も検査しました。 3つの星を含む星系は、通常、1対の星をきつい2進軌道に、3番目の星をはるかに大きな軌道に含めました。そのような軌道の比率を比較することにより、Abtは軌道間隔を定量化しました。しかし、単純に太陽系と比較する代わりに、彼は銀河の中心質量の周りの星の形成の類似の状況を考慮し、この方法で同様の分布を構築しました。この場合、結果は不明確でした。両方の形成モードで同様の結果が得られました。

最後に、Abtは、より大きな体の重元素の量を検討しました。ほとんどの太陽系外惑星は金属に富む星の周りにあることが広く知られています。惑星が円盤状に形成される理由はありませんが できなかった 高質量の星の周りに形成され、星や惑星を形成する金属が豊富な雲がある です 星が活動的になると雲が消散する前に巨大惑星が完全に形成されることを可能にする崩壊プロセスを加速する傾向があるので、コアクレッションモデルの要件。このように、太陽系外惑星の大多数が金属に富む星の周りに存在するという事実は、コアクレッション仮説を支持します。

まとめると、これはフォーメーションモデルの4つのテストを提供します。いずれの場合でも、現在の観測では、これまでに発見された惑星の大部分は、円盤ではなく共付着から形成されていることが示唆されています。ただし、これは現在の機器の感度限界によって課された統計的バイアスが原因である可能性が最も高いと、Abtは指摘しています。彼が指摘するように、天文学者は「木星の5 AUのような単一の大きな惑星を除いて、太陽系のようなディスクシステムを検出するための放射速度感度をまだ持っていません。」そのため、新世代の機器が利用可能になると、この見方は変わる可能性があります。実際、3次元のマッピングが利用できるようになり、軌道の傾きを直接観察できるようになるまで、機器が改善されると、天文学者は形成のモードを決定する別のテストを追加できるようになります。

編集:コメントでの混乱と議論に続いて、もう1つメモを追加したいと思いました。これは唯一のことです 平均 すべてのシステムの 現在 コアクレットシステムのように見えることが知られています。確かにディスクから形成されたものもいくつかありますが、現在のデータの希少性によって目立たなくなります。確かに、私たちは知っています 少なくとも ディスク方式の強力なテストに適合する1つのシステム。ケプラーによるこの最近の発見では、3つの惑星がホストスターを通過することが観察されており、これらの惑星すべてが しなければならない 独立した結露の予想に適合しないディスクにあります。このようなシステムがさらに発見されると、上記のテストの分布が二峰性になり、各形成仮説に一致する成分を持つことが期待されます。

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