赤い矮星は木星のような惑星を持っています。非常に大規模な存在はすべきではないが、それでも存在する

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ケプラーミッションと太陽系外惑星を見つけるための他の努力のおかげで、太陽系外惑星の集団について多くを学びました。私たちは、低質量の星を周回する超地球と海王星の質量の太陽系外惑星を見つける可能性が高いことを知っています。これは、惑星形成のコア降着理論とよく一致しています。

しかし、すべての観察結果がその理論に準拠しているわけではありません。小さな赤い矮星を周回する木星のような惑星の発見は、惑星の形成についての私たちの理解が私たちが思ったほど明確ではないかもしれないことを意味します。惑星形成の2番目の理論は、ディスク不安定性理論と呼ばれ、この驚くべき発見を説明している可能性があります。

赤い矮星はGJ 3512と呼ばれ、アーサマジョールから約31光年離れています。 GJ 3512は太陽の質量の0.12倍で、惑星GJ 3512bは最低でも木星の質量の0.46倍です。つまり、この星は惑星の約250倍の質量しかありません。それだけでなく、星からわずか0.3 AUです。

それを、太陽が最大の惑星である木星の1000倍以上重い太陽系と比較してください。コア降着理論に関しては、これらの数値は加算されません。

コア降着理論は、惑星形成について最も広く受け入れられている理論です。コアの降着は、小さな固体粒子が衝突して凝固し、より大きな物体を形成するときに発生します。長い時間をかけて、それは惑星を構築します。ただし、動作には制限があります。

地球のサイズの約10〜20倍までの固体コアが形成されると、それはガスを付加するのに十分なほど大きく、固体コアの周りにエンベロープまたは大気を形成します。重要なのは、星からの距離に応じてコア降着が異なる働きをすることです。

内部の太陽系では、星は利用可能な物質の多くを占め、地球のような小さな惑星が形成されます。地球も比較的小さな大気です。外側の太陽系では、いわゆる霜線を超えて、形成される惑星からの物質ははるかに多くなりますが、物質の密度は低くなります。それが、外部の太陽系に巨大な大気を備えたガスの巨人を生み出す方法です。

しかし、GJ 3512の場合、研究者たちはコア降着の説明といくつかの矛盾を発見しました。まず第一に、星が低質量である理由は、星が形成されるディスク全体の材料が少ないためです。 GJ 3512のような星は、非常に大きくなる前に、単に材料を使い果たしました。同様に、原始惑星系円盤には、大きな惑星を形成するために残された物質が少なくなっています。

彼らの論文では、彼らは「この方法で巨大ガス<GJ 3512b>を形成するには、少なくとも5つの地球質量の大きな惑星コアを構築する必要がある」と述べています。彼らはそのような低質量の星の周りでは起こり得ないと言っています。

この新しい星系は、説明としてコア降着理論を除外しているようです。惑星は星に比べて大きすぎます。しかし、ディスク不安定性理論と呼ばれる別の理論があります。

若い星が融合して誕生すると、星の形成から残された回転する原始惑星系円盤状の物質に囲まれます。その物質から惑星が形成されます。ディスクの不安定性理論によると、回転する材料のディスクは急速に冷却される可能性があります。その急速な冷却により、材料は惑星サイズのチャンクに凝固し、それ自体の重力で崩壊してガスジャイアントを形成し、コア降着プロセスをスキップします。

コアの降着には長い時間がかかりますが、ディスクが不安定になると、はるかに短い時間で大きな惑星が作成される可能性があります。これは、GJ 3512の場合のように、小さな星に非常に近い大きな惑星を見つけることを説明できます。

この研究の背後にいる科学者たちは、このシステムにも他の奇妙さを見出しました。彼らは、GJ 3512bに影響を与え、その長い軌道を引き起こした、システムに3番目の惑星（これもガス巨人）が存在する可能性があると言います。その惑星の存在はGJ 3512bの異常な軌道を通じて推測され、観測されませんでした。調査の背後にあるチームは、第2の惑星はシステムから排出された可能性が高く、現在では不正な惑星であると述べています。

このシステムをよりよく理解するには、より強力な機器を使用して、さらに検討する必要があります。著者によると、これは惑星形成の理論を微調整する絶好の機会です。彼らが論文の結論で述べているように、「GJ 3512は完全に特徴付けられ、したがって降着と移動のプロセス、および原始惑星系円盤における惑星形成の効率と円盤に厳しい制約を課し続けるため、非常に有望なシステムです。 -星の質量比。

CARMENES（近赤外線および光学エシェル分光器を備えたエキソアースを備えたMドワーフのCalar Alto高解像度検索）コンソーシアムの国際的な研究チームがこの作業を行いました。そのコンソーシアムは、居住可能なゾーンで低質量の惑星を見つけることを期待して、銀河で最も一般的なタイプの星である赤い矮星を検索します。 CARMENESは赤い矮星を理解するためのデータセットを生成するだけでなく、地球サイズの惑星を見つけることにより、将来の研究のための追跡対象の豊富なセットを提供します。