큐픽스 우주

#PDS 70 c

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Protoplanet Around AB Aurigae (Artist's Concept) Caption: This is an artist's illustration of a massive, newly forming exoplanet called AB Aurigae b. Credits: Artwork - NASA, ESA, Joseph Olmsted (STSc
행성과학·태양계

ALMA로 AB 오리가이(AB Aurigae) 원반 공동 내 주행성 먼지 탐색 — 후보 원시행성 위치에서 점광원 미검출

젊은 중간질량 항성 AB 오리가이(AB Aurigae)는 공동(cavity) 안에 'AB Aur b' 등 여러 원시행성 후보가 제안된 천이원반을 지니고 있으며, 연구진은 이 후보들에 딸린 주행성 물질을 찾기 위해 지금까지 가장 민감하고(약 20 μJy/beam rms) 가장 높은 각분해능(약 30 mas)의 ALMA 밴드 7(0.88 mm) 관측을 수행했다. 연속파 관측에서는 약 0.9 arcsec(약 140 au)에서 정점을 이루는 비대칭 먼지 고리와 항성 위치의 밀집 복사를 재확인했으나, 투영 이각 약 0.6 arcsec(약 93 au)의 AB Aur b를 비롯한 어떤 원시행성 후보 위치에서도 3σ 상한 60 μJy까지 점광원을 검출하지 못했다. 광학적으로 얇은 복사로 가정하면 이는 먼지 온도 40 K에서 먼지 질량 0.0059 지구질량 이하에 해당해, PDS 70 c 주위의 주행성 원반과 비슷한 수준이다. 한편 ¹²CO 복사는 연속파 공동을 메우며 내부 나선 구조와 뚜렷한 회전 패턴을 드러냈고, AB Aur b 위치의 가스는 주변 원반과 매끄럽게 이어져 국소적 초과나 명백한 운동학적 이상이 없었다. 연구진은 후보들이 실제로 강착 중이라면 주행성 물질의 먼지 질량이 작거나 크기가 작거나, 먼지가 광학적으로 두껍거나 mm 복사를 내는 큰 알갱이가 부족해야 한다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Capture the beauty of the Orion Nebula against a star-studded sky in this breathtaking astrophotography.
천문·천체물리

PDS 70 c 주변 원시행성 원반 3D 시뮬레이션: 먼지 여과로 작은 입자만 유입

연구진은 PDS 70을 기준 사례로 삼아 고해상도 3D 적응형 격자 세분화(AMR) 유체역학 시뮬레이션에 다유체 먼지 성분을 포함시켜, 목성질량 1배(1 M_J)와 2.5배(2.5 M_J) 행성으로의 먼지 강착을 분석했다. 간극(gap) 가장자리의 압력 극대점이 입자 크기에 따른 강한 먼지 여과를 일으켜, 행성으로 유입되는 물질의 먼지 대 가스 질량비가 바깥쪽 원반보다 약 100분의 1 수준으로 낮아졌으며, 1 M_J에서는 약 61μm 이하, 2.5 M_J에서는 약 10μm 이하의 작은 입자만 효율적으로 강착됐다. 다만 작은 입자가 지속적으로 유입되면 수백만 년 이내에 관측된 PDS 70 c의 원시행성 원반이나 갈릴레이 위성급 위성계를 형성할 만한 질량은 공급될 수 있다고 연구진은 밝혔다. 질량이 큰 행성일수록 큰 입자의 강착을 더 효과적으로 차단하기 때문에, 원반에 도달하는 먼지는 밀리미터파 불투명도가 낮은 작은 입자가 지배하게 되며, 입자 성장이 없다면 밀리미터 연속파 관측 해석 시 통상 가정보다 더 큰 총 먼지 질량을 상정해야 할 수 있다고 논문은 지적했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)