ガス惑星形成のコアアレクレーションモデルでは原始惑星系円盤のガスが無くなるまで原始惑星に落ち込んでくるので質量が地球の39倍とか可愛らしい所で止まらないはずないのに海王星の2.5倍のガス惑星が発見された。以下、機械翻訳。
自然の虫眼鏡は予想外の中間質量の惑星を明らかにする
2019年1月8日投稿
PLANET OGLE-2012-BLG-0950ポンド クレジット:NASA / GODDARD / F 赤
マイクロレンズで明らかにされた亜土星の巨大な惑星はまれではない
ハワイ州マウナケア - 天文学者たちは、惑星形成の永続的な理論を変えることができる新しい外惑星を発見しました。海王星と土星の質量の間の質量、そしてそのホスト星の「雪の線」を超えた位置で、この規模の異星人の世界はまれであると思われました。
Aparnaバッタチャリヤ、メリーランド大学とNASAのゴダード宇宙飛行センター(GSFC)からポスドク研究員は、233での記者会見で発表しました発見をしたチームが、主導番目のシアトルのアメリカ天文学会の会合を。
ハワイのマウナケアにあるWM Keck天文台の10メートルのKeck II望遠鏡に近赤外カメラ、第2世代(NIRC2)機器、そしてハッブル宇宙望遠鏡に広視野カメラ3(WFC3)機器を同時に使用して彼らがその質量を決定することを可能にするOGLE-2012-BLG-0950Lbという名前の、太陽系外惑星の高解像度画像。
「予想された中間の巨大惑星質量ギャップの真ん中に質量が出てくるのを見て驚いた」とBhattacharyaは言った。"それは、太陽系外の砂漠の真ん中にオアシスを見つけるのに似ています!"
メリーランド大学の上級研究員でGSFCの共同執筆者であるDavid Bennett氏は、次のように述べています。「彼女は、このデータを分析するためのいくつかの新しい方法を開発しなければなりませんでした - これまでに行われたことのないタイプの分析です」。
土星と海王星の惑星OGLE-2012-BLG-0950Lbの芸術家の概念との比較。クレジット:NASA / JPL / GODDARD / F。REDDY / C。RANC
不思議な出来事の時期に、別の天文学者チーム(BhattacharyaとBennettを含む)が統計分析を発表したのとほぼ同時に、そのようなサブサターンの質量惑星は珍しいことではないことを示しました。
「OGLE-2012-BLG-0950Lbの質量測定が入った時点で分析を終えたところです」と日本宇宙科学研究所の筆者大輔は述べています。"この惑星は統計的研究の私達の解釈を確認しました。"
OGLE-2012-BLG-0950Lbに関するチームの結果はThe Astronomical Journalの 12月号に掲載され、統計研究はThe Astrophysical Journal Lettersの 12月20日号に掲載されました。
OGLE-2012-BLG-0950Lbは統計的研究の中でサブサターン惑星の一つでした。木星のような軌道で土星の質量以下の惑星を検出するのに十分な感度を持つ現在唯一の方法である。
マイクロレンズは、アインシュタインの一般相対性理論の結果を利用しています。星のような巨大な物体の近くでの光の曲げと拡大によって、天空に自然なレンズができあがります。OGLE-2012-BLG-0950Lbの場合、遠方の背景の星からの光は、2ヶ月にわたってOGLE-2012-BLG-0950L(外惑星のホスト星)によって拡大されています。背景の星と空。
アライメント中に光を注意深く分析することによって、約1日の持続時間を伴う予期せぬ調光が観察され、レンズ作用に対するそれ自身の影響を介してOGLE − 2012 − BLG − 0950Lbの存在を明らかにした。
惑星OGLE-2012-BLG-0950Lbは、自然の虫眼鏡として機能する現象である重力マイクロレンズを通して検出されました。クレジット:LCO / D。ベネット
方法論
OGLE-2012-BLG-0950Lbは、光学重力レンズ実験(OGLE)のマイクロレンズ調査望遠鏡と天体物理学におけるマイクロレンズ観察(MOA)共同研究によって最初に検出されました。
その後、Bhattacharyaのチームは、NIRC2と組み合わせてKeck Observatoryの強力な補償光学システムを使用して追跡観察を行いました。
「ケックの観測により、私たちはサブサターンまたはスーパーネプチューンサイズの惑星は地球の39倍の質量を持ち、そのホストスターは太陽の0.58倍の質量であると判断することができました」とベネットは述べました。「彼らは、前景の惑星系と背景の星との分離を測定しました。これにより、マイクロレンズイベントの完全なジオメトリを作成することができました。このデータがなければ、私たちは個々の質量ではなく、星と惑星の質量比しか知りませんでした。」
統計研究のために、スズキのチームとMOAは、マイクロレンズによって見つけられた30個の亜土星の惑星の特性を分析して、それらをコア降着理論からの予測と比較しました。
理論の挑戦
マイクロレンズ法のユニークな点は、彼らのホスト星の「スノーライン」を超えて周回するOGLE-2012-BLG-0950Lbのような亜土星の惑星に対するその感度です。
スノーライン、またはフロストラインは、水が氷に凝縮するのに十分に冷たい、若い太陽系(別名原始惑星系円盤)内の距離です。雪の境界線を越えて、惑星の形成に必要な固体材料の量が劇的に増加しています。コア降着理論によると、固体は最初に化学的そしてそれから重力的プロセスを通して惑星のコアに蓄積すると考えられています。
「コア降着理論の重要なプロセスは、「暴走ガス降着」と呼ばれています」とベネット氏は述べています。巨大惑星は、岩石と氷の中に地球の質量の約10倍のコア質量を集めることによって、その形成過程を開始すると考えられています。この段階で、質量が2倍になるまで水素とヘリウムガスのゆっくりとした付着が始まります。それから、水素とヘリウムの降着は、この暴走ガス降着プロセスで指数関数的にスピードアップすると予想されます。このプロセスは、供給がなくなると停止します。暴走降着が止まる前にガスの供給が止まると、私達は10から20個の地球の質量を持つ「失敗した木星」の惑星を得る(海王星のように)。
コア降着理論の暴走ガス増加シナリオは、OGLE-2012-BLG-0950Lbのような惑星はまれであると予想されることを予測しています。地球の質量の39倍で、このサイズの惑星は急速に成長する段階を経て継続していると考えられており、はるかに大規模な惑星に終わる。この新しい結果は、暴走の成長シナリオを見直す必要があることを示唆しています。
鈴木のチームは、マイクロレンズによって発見された惑星 - 星の質量比の分布をコア降着理論によって予測された分布と比較しました。
彼らは、コア降着理論の暴走によるガスの降着過程は、マイクロレンズの結果で見られるよりも約10倍少ないOGLE-2012-BLG-0950Lbのような中間質量巨大惑星を予測することを発見した。
この矛盾は、ガス巨星形成が既存のコア降着モデルによって見過ごされてきたプロセスを含むかもしれないこと、あるいは惑星形成環境がホスト星質量の関数としてかなり変化することを意味します。
次のステップ
この発見は確立された理論に疑問を投げかけるだけでなく、NASAの次の大きな惑星発見ミッションの重要な部分となる新しい技術を使って作られました。 2020年代半ばに軌道に入った。
「これはまさにWFIRSTがその惑星外のマイクロレンズ調査で発見した惑星の質量を測定するために使用する方法です。WFIRSTがオンラインになるまでは、私たちのKeck Key Strategic Mission Support(KSMS)プログラムからの観察結果とHubbleからの観察結果を使用してこの方法を開発する必要があります。」とBennettは述べています。
ケック天文台のチーフサイエンティスト、ジョン・オメアラは、次のように述べています。「そして、WFIRSTとケックの将来のパートナーシップから最高の科学を促進するために、今日このような進歩を遂げることができることを知っていることは、同様にわくわくすることです。」
NASAケックKSMSプログラムは、地上と宇宙の望遠鏡によって検出されたマイクロレンズ現象の追跡観察を続けます。
アダプティブオプティクスについて
WM Keck Observatoryは、地球の大気の乱れによって引き起こされる歪みを取り除く画期的な技術である補償光学(AO)の分野で優れたリーダーです。ケック天文台は、大型望遠鏡での自然ガイドスター(NGS)とレーザーガイドスター適応光学系(LGS AO)の両方の天文学的使用を開拓し、現在のシステムは現在、ハッブル宇宙望遠鏡よりも3倍から4倍鮮明な画像を提供します。ケックAOは私達の天の川銀河の中心にある巨大なブラックホールの質量を測定し、遠い銀河の中で新しい超新星を発見し、そして彼らの先祖である特定の星を特定した。このテクノロジのサポートは、Bob and Renee Parsons Foundation、Change Happens Foundation、Gordon and Betty Moore Foundationによって寛大に提供されました。山 キューバ天文学財団、NASA、NSF、およびWMケック財団。
NIRC2について
近赤外カメラ、第2世代(NIRC2)は、近赤外波長で非常に鮮明な画像を得るためにKeck II補償光学システムと連携して動作し、光波長でハッブル宇宙望遠鏡と同等またはそれ以上の空間分解能を達成します。 。NIRC2は、おそらく銀河系の中心にある中央の巨大ブラックホールの決定的証拠を提供するのを手助けすることで最もよく知られています。天文学者はまたNIRC2を使って太陽系の体の表面の特徴を写像し、他の星を周回する惑星を検出し、そして遠い銀河の詳細な形態を研究します。
WM KECKの観測について
WMケック天文台望遠鏡は地球上で最も科学的に生産的です。ハワイ島のマウナケアの頂上にある2つの10メートル光学/赤外線望遠鏡は、イメージャ、マルチオブジェクト分光器、高解像度分光器、積分場分光器、そして世界をリードするレーザーガイドスター適応光学系を含む高度な機器一式を備えていますシステム ここに提示されたデータは、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および国立航空宇宙局の間の科学的パートナーシップとして運営されている民間の501(c)3非営利団体であるケック天文台で得られたものです。天文台はWMケック財団の寛大な財政支援によって可能になりました。作家は非常に重要な文化的役割とマウナケアの首脳会談がネイティブハワイのコミュニティ内で常に持っていたことへの敬意を認めます。私たちはこの山から観測をする機会があることを最も嬉しく思います。
JAXA宇宙科学研究所:遠い軌道を回る 土星より小さく海王星より大きい系外惑星は 理論予測より多く存在
自然の虫眼鏡は予想外の中間質量の惑星を明らかにする
2019年1月8日投稿
PLANET OGLE-2012-BLG-0950ポンド クレジット:NASA / GODDARD / F 赤
マイクロレンズで明らかにされた亜土星の巨大な惑星はまれではない
ハワイ州マウナケア - 天文学者たちは、惑星形成の永続的な理論を変えることができる新しい外惑星を発見しました。海王星と土星の質量の間の質量、そしてそのホスト星の「雪の線」を超えた位置で、この規模の異星人の世界はまれであると思われました。
Aparnaバッタチャリヤ、メリーランド大学とNASAのゴダード宇宙飛行センター(GSFC)からポスドク研究員は、233での記者会見で発表しました発見をしたチームが、主導番目のシアトルのアメリカ天文学会の会合を。
ハワイのマウナケアにあるWM Keck天文台の10メートルのKeck II望遠鏡に近赤外カメラ、第2世代(NIRC2)機器、そしてハッブル宇宙望遠鏡に広視野カメラ3(WFC3)機器を同時に使用して彼らがその質量を決定することを可能にするOGLE-2012-BLG-0950Lbという名前の、太陽系外惑星の高解像度画像。
「予想された中間の巨大惑星質量ギャップの真ん中に質量が出てくるのを見て驚いた」とBhattacharyaは言った。"それは、太陽系外の砂漠の真ん中にオアシスを見つけるのに似ています!"
メリーランド大学の上級研究員でGSFCの共同執筆者であるDavid Bennett氏は、次のように述べています。「彼女は、このデータを分析するためのいくつかの新しい方法を開発しなければなりませんでした - これまでに行われたことのないタイプの分析です」。
土星と海王星の惑星OGLE-2012-BLG-0950Lbの芸術家の概念との比較。クレジット:NASA / JPL / GODDARD / F。REDDY / C。RANC
不思議な出来事の時期に、別の天文学者チーム(BhattacharyaとBennettを含む)が統計分析を発表したのとほぼ同時に、そのようなサブサターンの質量惑星は珍しいことではないことを示しました。
「OGLE-2012-BLG-0950Lbの質量測定が入った時点で分析を終えたところです」と日本宇宙科学研究所の筆者大輔は述べています。"この惑星は統計的研究の私達の解釈を確認しました。"
OGLE-2012-BLG-0950Lbに関するチームの結果はThe Astronomical Journalの 12月号に掲載され、統計研究はThe Astrophysical Journal Lettersの 12月20日号に掲載されました。
OGLE-2012-BLG-0950Lbは統計的研究の中でサブサターン惑星の一つでした。木星のような軌道で土星の質量以下の惑星を検出するのに十分な感度を持つ現在唯一の方法である。
マイクロレンズは、アインシュタインの一般相対性理論の結果を利用しています。星のような巨大な物体の近くでの光の曲げと拡大によって、天空に自然なレンズができあがります。OGLE-2012-BLG-0950Lbの場合、遠方の背景の星からの光は、2ヶ月にわたってOGLE-2012-BLG-0950L(外惑星のホスト星)によって拡大されています。背景の星と空。
アライメント中に光を注意深く分析することによって、約1日の持続時間を伴う予期せぬ調光が観察され、レンズ作用に対するそれ自身の影響を介してOGLE − 2012 − BLG − 0950Lbの存在を明らかにした。
惑星OGLE-2012-BLG-0950Lbは、自然の虫眼鏡として機能する現象である重力マイクロレンズを通して検出されました。クレジット:LCO / D。ベネット
方法論
OGLE-2012-BLG-0950Lbは、光学重力レンズ実験(OGLE)のマイクロレンズ調査望遠鏡と天体物理学におけるマイクロレンズ観察(MOA)共同研究によって最初に検出されました。
その後、Bhattacharyaのチームは、NIRC2と組み合わせてKeck Observatoryの強力な補償光学システムを使用して追跡観察を行いました。
「ケックの観測により、私たちはサブサターンまたはスーパーネプチューンサイズの惑星は地球の39倍の質量を持ち、そのホストスターは太陽の0.58倍の質量であると判断することができました」とベネットは述べました。「彼らは、前景の惑星系と背景の星との分離を測定しました。これにより、マイクロレンズイベントの完全なジオメトリを作成することができました。このデータがなければ、私たちは個々の質量ではなく、星と惑星の質量比しか知りませんでした。」
統計研究のために、スズキのチームとMOAは、マイクロレンズによって見つけられた30個の亜土星の惑星の特性を分析して、それらをコア降着理論からの予測と比較しました。
理論の挑戦
マイクロレンズ法のユニークな点は、彼らのホスト星の「スノーライン」を超えて周回するOGLE-2012-BLG-0950Lbのような亜土星の惑星に対するその感度です。
スノーライン、またはフロストラインは、水が氷に凝縮するのに十分に冷たい、若い太陽系(別名原始惑星系円盤)内の距離です。雪の境界線を越えて、惑星の形成に必要な固体材料の量が劇的に増加しています。コア降着理論によると、固体は最初に化学的そしてそれから重力的プロセスを通して惑星のコアに蓄積すると考えられています。
「コア降着理論の重要なプロセスは、「暴走ガス降着」と呼ばれています」とベネット氏は述べています。巨大惑星は、岩石と氷の中に地球の質量の約10倍のコア質量を集めることによって、その形成過程を開始すると考えられています。この段階で、質量が2倍になるまで水素とヘリウムガスのゆっくりとした付着が始まります。それから、水素とヘリウムの降着は、この暴走ガス降着プロセスで指数関数的にスピードアップすると予想されます。このプロセスは、供給がなくなると停止します。暴走降着が止まる前にガスの供給が止まると、私達は10から20個の地球の質量を持つ「失敗した木星」の惑星を得る(海王星のように)。
コア降着理論の暴走ガス増加シナリオは、OGLE-2012-BLG-0950Lbのような惑星はまれであると予想されることを予測しています。地球の質量の39倍で、このサイズの惑星は急速に成長する段階を経て継続していると考えられており、はるかに大規模な惑星に終わる。この新しい結果は、暴走の成長シナリオを見直す必要があることを示唆しています。
鈴木のチームは、マイクロレンズによって発見された惑星 - 星の質量比の分布をコア降着理論によって予測された分布と比較しました。
彼らは、コア降着理論の暴走によるガスの降着過程は、マイクロレンズの結果で見られるよりも約10倍少ないOGLE-2012-BLG-0950Lbのような中間質量巨大惑星を予測することを発見した。
この矛盾は、ガス巨星形成が既存のコア降着モデルによって見過ごされてきたプロセスを含むかもしれないこと、あるいは惑星形成環境がホスト星質量の関数としてかなり変化することを意味します。
次のステップ
この発見は確立された理論に疑問を投げかけるだけでなく、NASAの次の大きな惑星発見ミッションの重要な部分となる新しい技術を使って作られました。 2020年代半ばに軌道に入った。
「これはまさにWFIRSTがその惑星外のマイクロレンズ調査で発見した惑星の質量を測定するために使用する方法です。WFIRSTがオンラインになるまでは、私たちのKeck Key Strategic Mission Support(KSMS)プログラムからの観察結果とHubbleからの観察結果を使用してこの方法を開発する必要があります。」とBennettは述べています。
ケック天文台のチーフサイエンティスト、ジョン・オメアラは、次のように述べています。「そして、WFIRSTとケックの将来のパートナーシップから最高の科学を促進するために、今日このような進歩を遂げることができることを知っていることは、同様にわくわくすることです。」
NASAケックKSMSプログラムは、地上と宇宙の望遠鏡によって検出されたマイクロレンズ現象の追跡観察を続けます。
アダプティブオプティクスについて
WM Keck Observatoryは、地球の大気の乱れによって引き起こされる歪みを取り除く画期的な技術である補償光学(AO)の分野で優れたリーダーです。ケック天文台は、大型望遠鏡での自然ガイドスター(NGS)とレーザーガイドスター適応光学系(LGS AO)の両方の天文学的使用を開拓し、現在のシステムは現在、ハッブル宇宙望遠鏡よりも3倍から4倍鮮明な画像を提供します。ケックAOは私達の天の川銀河の中心にある巨大なブラックホールの質量を測定し、遠い銀河の中で新しい超新星を発見し、そして彼らの先祖である特定の星を特定した。このテクノロジのサポートは、Bob and Renee Parsons Foundation、Change Happens Foundation、Gordon and Betty Moore Foundationによって寛大に提供されました。山 キューバ天文学財団、NASA、NSF、およびWMケック財団。
NIRC2について
近赤外カメラ、第2世代(NIRC2)は、近赤外波長で非常に鮮明な画像を得るためにKeck II補償光学システムと連携して動作し、光波長でハッブル宇宙望遠鏡と同等またはそれ以上の空間分解能を達成します。 。NIRC2は、おそらく銀河系の中心にある中央の巨大ブラックホールの決定的証拠を提供するのを手助けすることで最もよく知られています。天文学者はまたNIRC2を使って太陽系の体の表面の特徴を写像し、他の星を周回する惑星を検出し、そして遠い銀河の詳細な形態を研究します。
WM KECKの観測について
WMケック天文台望遠鏡は地球上で最も科学的に生産的です。ハワイ島のマウナケアの頂上にある2つの10メートル光学/赤外線望遠鏡は、イメージャ、マルチオブジェクト分光器、高解像度分光器、積分場分光器、そして世界をリードするレーザーガイドスター適応光学系を含む高度な機器一式を備えていますシステム ここに提示されたデータは、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および国立航空宇宙局の間の科学的パートナーシップとして運営されている民間の501(c)3非営利団体であるケック天文台で得られたものです。天文台はWMケック財団の寛大な財政支援によって可能になりました。作家は非常に重要な文化的役割とマウナケアの首脳会談がネイティブハワイのコミュニティ内で常に持っていたことへの敬意を認めます。私たちはこの山から観測をする機会があることを最も嬉しく思います。
JAXA宇宙科学研究所:遠い軌道を回る 土星より小さく海王星より大きい系外惑星は 理論予測より多く存在
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