기괴한 슈퍼

분자 크롬 수소화물은 일반적으로 별에서 발견되지만 지금까지 본 것 중 가장 가벼운 외계 행성 중 하나인 뜨거운 목성 WASP-31b의 대기에서 발견되었습니다.

천문학자들이 처음으로 외계 행성 대기의 별과 연관되어 있는 희귀한 온도 민감성 분자를 발견했습니다.

"온도계 분자" 크롬 수소화물은 화씨 1,700도에서 화씨 3,140도(섭씨 926도에서 1,730도) 사이의 좁은 온도 범위에 풍부합니다. 이 별은 지구에서 약 1,250광년 떨어진 F형 별을 공전하는 "뜨거운 목성" 외행성 WASP-17b의 대기에서 발견되었습니다.

외계 행성의 대기에서 수소와 결합하여 새로운 화합물을 형성하는 금속인 금속 수소화물이 발견되면 과학자들은 새로운 방식으로 태양계 외부 세계의 온도를 측정할 수 있게 될 것입니다.

"크롬 수소화물 분자는 온도에 매우 민감합니다"라고 뉴욕 코넬 대학의 연구원이자 연구 책임자인 Laura Flagg는 성명에서 말했습니다. "더 높은 온도에서는 크롬만 보입니다. 그리고 더 낮은 온도에서는 다른 것으로 변합니다. 따라서 크롬 수소화물이 많이 보이는 특정 온도 범위만 있습니다."

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2010년에 발견된 WASP-17b는 팀이 대기에서 크롬 수소화물을 발견하기 전에 이미 매우 특별하고 극단적인 외계 행성으로 알려져 있었습니다. 뜨거운 목성은 모항성으로부터 불과 690만 킬로미터(430만 마일) 떨어진 곳에 위치해 있어 너무 가까워서 지구 시간으로 단 3.4일 만에 궤도를 완료합니다.

WASP-17이라고 불리는 호스트 스타와의 이러한 근접성은 뜨거운 목성에 약 화씨 2,060도(섭씨 1,130도)의 극한 온도를 유발한다고 Flagg와 그녀의 팀이 확인했습니다. 그 온도는 크롬 수소화물 분자를 호스팅하기에 딱 맞습니다.

WASP-17b의 극한 온도는 또 다른 결과를 초래합니다. 거대 가스의 대기를 "부풀어오르게" 하는 것입니다. 이는 질량이 목성의 절반 미만임에도 불구하고 Wasp-17b가 우리보다 1.5배 이상 더 넓다는 것을 의미합니다. 태양계의 가장 큰 행성. 이는 Wasp-17b의 밀도가 목성의 약 13%, 즉 입방센티미터당 약 0.17g이라는 것을 의미합니다.

이에 비해 마시멜로의 밀도는 입방센티미터당 0.21g입니다. 따라서 지금까지 발견된 가장 가벼운 외계 행성 중 하나인 WASP-17b는 실제로 마시멜로보다 밀도가 낮습니다.

천문학자 팀은 고해상도 분광학을 사용하여 WASP-17b 대기에서 수소화 크롬을 발견했습니다. 원소와 화합물은 특정 파장의 빛을 흡수하여 별에서 나오는 빛의 스펙트럼에 특징적인 지문을 남깁니다. 이는 분광학으로 평가할 수 있습니다.

Flagg와 그녀의 동료들은 궤도를 도는 행성이 옆에 있을 때 별에서 나오는 빛의 스펙트럼을 행성이 그 면을 통과하거나 교차할 때 별에서 나오는 스펙트럼을 비교했습니다. 두 번째 경우에는 별에서 나온 빛이 이동하는 행성의 대기를 통과해야 하기 때문에 연구팀은 별에서만 수집된 빛의 스펙트럼에는 존재하지 않았던 지문을 발견할 수 있습니다. 이를 통해 팀은 이러한 요소와 화합물 중 어떤 것이 행성 대기에 존재하는지 알려줍니다.

"높은 스펙트럼 분해능은 우리가 매우 정확한 파장 정보를 가지고 있다는 것을 의미합니다"라고 Flagg는 말했습니다. "우리는 수천 개의 서로 다른 선을 얻을 수 있습니다. 다양한 통계 방법과 템플릿(스펙트럼이 어떻게 생겼는지에 대한 대략적인 아이디어)을 사용하여 이를 결합하고 이를 데이터와 비교하여 일치시킵니다. 잘 일치하면 신호가 있어요.

"우리는 다양한 템플릿을 모두 시도했는데 이 경우 크롬 수소화물 템플릿이 신호를 생성했습니다."

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