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Jun 12, 2023

천문학자들은 행성이 1,200에서 2,000켈빈 사이일 때만 나타나는 "온도계 분자"를 발견했습니다

The Asphysical Journal Letters에 발표된 최근 연구에서는 크롬수소화물(CrH)로 알려진 희귀 합금 분자를 조사하고 외계 행성(이 경우 WASP-31 b)에서 처음으로 확인되었습니다.

The Asphysical Journal Letters에 발표된 최근 연구에서는 크롬수소화물(CrH)로 알려진 희귀 합금 분자를 조사하고 외계 행성(이 경우 WASP-31 b)에서 처음으로 확인되었습니다. 전통적으로 CrH는 켈빈 1,200~2,000도(섭씨 926.85~1,726.85도/화씨 1700~3,140도) 사이에서만 대량으로 발견되며 차가운 별과 갈색 왜성의 온도를 확인하는 데 사용됩니다. 따라서 천문학과의 Laura Flagg 박사와 코넬 대학의 Carl Sagan Institute와 같은 천문학자들은 CrH를 "별의 온도계"라고 부릅니다.

연구를 위해 연구진은 2022년 3월의 데이터와 2017년의 보관 데이터를 조합하여 WASP-31 b의 투과 스펙트럼을 분석하여 WASP-31 b가 대기 내에 CrH를 보유하고 있음을 확인했습니다. 이번 연구에 2017년 데이터를 포함시킨 이유는 처음에는 금속수소화물을 식별하는 데 사용되지 않았기 때문입니다.

“이 문서의 데이터 중 일부는 데이터 세트의 가장 가장자리에 있는 오래된 데이터였습니다. 당신은 그것을 찾지 않았을 것입니다.”라고 연구의 주요 저자인 Flagg 박사는 말했습니다.

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우리 태양계 내의 맥락에서 CrH는 태양의 흑점 내에서만 확인되었으며, Flagg 박사는 태양이 너무 뜨겁다는 점을 지적했습니다(표면 온도는 약 6,000도 켈빈(섭씨 5,726.85도)). 태양계는 1,200도 켈빈 미만입니다.

WASP 프로젝트의 통과 측광법을 사용하여 2010년에 발견된 WASP-31 b는 지구에서 약 1,252광년 떨어져 있으며 반경은 목성의 1.5배가 조금 넘고 질량은 목성의 절반에도 미치지 못합니다. F5V 주계열성 주위의 궤도 주기는 3.4일로 WASP-31 ba를 "뜨거운 목성"으로 만듭니다. 맥락에 따라 우리 태양은 G형 주계열성으로 지정되며, F형 주계열성은 약간 더 크고 표면 온도도 약간 더 높습니다(~6,300켈빈). WASP-31 b는 모항성이 우리 태양보다 더 뜨겁음에도 불구하고 그 자체로 멋지다는 사실이 이 발견을 더욱 흥미롭게 만듭니다.

Flagg 박사는 고해상도 분광학을 사용하여 외계 행성의 대기를 식별하고 연구하는 동시에 어린 별을 공전하는 외계 행성의 형성과 진화에 대해서도 연구하는 전문가입니다. 분광학에는 빛을 사용하여 전자기 스펙트럼 내의 색상을 기반으로 어떤 요소가 존재할 수 있는지 확인하는 작업이 포함됩니다. 천문학에서 이는 분광학을 사용하여 외계 행성의 대기를 통과하는 모항성의 빛을 측정하여 외계 행성의 대기를 연구하는 것을 의미합니다. WASP-31 b의 경우, WASP-31 b의 대기 내 CrH를 식별하기 위해 분광학을 사용하여 모별의 빛을 측정했습니다.

“높은 스펙트럼 분해능은 우리가 매우 정확한 파장 정보를 가지고 있다는 것을 의미합니다.”라고 Flagg 박사는 말했습니다. “우리는 수천 개의 서로 다른 라인을 얻을 수 있습니다. 우리는 스펙트럼이 어떻게 생겼는지에 대한 대략적인 아이디어인 템플릿을 사용하여 다양한 통계 방법을 사용하여 이를 결합하고 이를 데이터와 비교하여 일치시킵니다. 잘 일치하면 신호가 있는 것입니다. 우리는 다양한 템플릿을 모두 시도했는데 이 경우 크롬 수소화물 템플릿이 신호를 생성했습니다." Flagg 박사는 현재 온도에서도 CrH의 희귀성으로 인해 CrH를 식별하려면 민감한 장비와 망원경이 필요하다고 지적합니다.

연구팀은 이것이 외계 행성에서 처음으로 확인된 CrH 검출이라고 밝혔지만, 이 연구는 WASP-31 b 대기에서 CrH에 대한 첫 번째 증거를 보고한 2021년 연구를 기반으로 합니다. 당시의 데이터를 기반으로 알아냅니다.

연구팀은 CrH에 대한 새로운 확인을 통해 외계 행성 대기를 연구하기 위해 고해상도 관측을 사용할 수 있는 문을 열 수 있으며 WASP-31 b가 CrH의 존재가 확인되는 마지막 외계 행성이 아닐 것이라고 말했습니다.