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광학 주파대 신호, 목성 대기 탈출 탐측 탐침으로 사용 가능
  • 등록일2021.02.21
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중국과학원 윈난(雲南)천문대 Guo Jianheng(郭建恒) 박사와 Yan Dongdong(閆冬冬) 박사과정생 등은 미국 애리조나대학교 Huang Chenliang(黃辰亮) 박사 등과 공동으로 광학 주파대 신호가 뜨거운 목성 대기 탈출을 탐측하는 탐침으로 사용할 수 있음을 발견했다. 해당 연구 성과는 국제학술 "The Astrophysical Journal Letters"에 게재되었다.

2003년에 원자외선 주파대 신호에 대한 관측을 통해 주성과 매우 가까운 뜨거운 목성 대기 중의 저에너지 상태의 차가운 수소원자가 격렬한 형식으로 밖으로 탈출함이 발견되었다. 이러한 탈출은 행성의 진화에 심각한 영향을 미칠 수 있다.

최근 몇 년간, 수소의 광학 주파대 투과 스펙트럼과 같은 광학 주파대에서 행성 대기 중의 뜨거운 수소원자가 주성을 차단할 때 생기는 미약한 흡수 신호가 탐측되었다. 그러나, 뜨거운 수소원자가 생성하는 흡수 신호와 대기 탈출 사이의 관계를 입증할만한 유력한 모델이 없었다.

연구팀은 자체 개발한 유체 동역학 대기 탈출 모델과 복사전달 모델에 기반하여 뜨겁고 차가운 수소원자의 분포를 세밀하게 계산한 후, 뜨거운 목성 WASP-121b의 다양한 관측 시각의 광학 주파대 투과 스펙트럼 데이터를 시뮬레이션하였다. 연구 결과, 해당 행성 주변에는 거대 양의 탈출 중성수소 기체가 존재하며 연간 물질 손실은 10만억 톤에 달한다. 행성에서 방출되는 물질 중, 뜨거운 수소원자의 속도는 음속보다 빠르며 광학 주파대의 흡수를 초래한다. 이는 광학 주파대의 신호가 대기 탈출을 탐측하는 탐침으로 사용될 수 있음을 입증한다.

심층 연구 결과, 행성 대기의 다양한 시각에 따른 흡수 수준의 변화는 주성의 다양한 활동 특성을 반영하며, 항성의 더 강한 활동 수준은 행성 대기의 더 깊은 흡수를 초래할 수 있다. 해당 발견은 주성 활동 특성이 행성 대기 탈출에 미치는 영향을 심층 확인하는데 도움을 준다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2021-02/19/content_462795.htm?div=-1