(An expanded view of the central part of the cleared region around LkCa 15, showing a composite of two reconstructed images (blue: 2.1 microns, from November 2010; red: 3.7 microns) for LkCa 15. The location of the central star is also marked. Credit: Kraus & Ireland, 2011)
(Figure 1 – Keck Observatory/NIRC2 image of the Sun-like star LkCa 15 obtained from data taken in November 2009 and retrieved from the Keck Observatory Archive (top left) and taken in December 2017 (bottom-left). Both images show two arcs of light consistent with two components of LkCa 15’s circumstellar disk. The right panels show the 2009 and 2017 images of the innermost arc of light were three planets around LkCa 15. North is up and east is left in the images. The star is about 500 light-years from Earth. Light around LkCa 15 can be seen as close as ~9 au from the star (dark-blue masked region in the upper-right panel; Sun-to-Saturn distance); the innermost arc of light extends out to ~0.2” or ~30 au (Sun-to-Pluto distance). While the combined light from the simulated planets is blended, the NIRC2 data would show evidence of their orbital motion if the planets were present in these data. Analysis of Keck/NIRC2 data shows that most of the light around LkCa 15 comes from disk material instead of from planets. Credit: W. M. Keck Observatory)
천문학자들이 하와이 마우나케아 산에 있는 스바루 망원경 및 켁 망원경을 통해 새롭게 생성 중인 행성계의 모습을 생생하게 포착했습니다. 태양과 비슷하지만 갖 태어난 아기별인 LkCa 15는 그 주변에 원시 행성계 원반에 생성 중인 원시 행성 3개를 거느리고 있습니다. 과학자들은 간섭계를 통해 그 모습을 포착하기는 했지만, 여기서 나오는 빛이 행성 자체의 것인지 아니면 주변의 디스크에 의한 것인지는 확인하지 못했습니다.
연구팀은 스바루 방원경의 Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO) 및 켁 망원경의 적응 광학 시스템 및 적외선 카메라 Near-Infrared Camera (NIRC2) 데이터를 이용해 이 행성계를 상세히 분석했습니다. 전자의 경우 2009년 데이터이고 후자의 경우 2017년 데이터입니다. 따라서 연구팀은 8년 사이의 변화 역시 같이 추적할 수 있었습니다.
이번 연구 결과는 LkCa 15 주변에 행성되는 대형 목성형 행성에서 나온 빛 대부분이 행성이 아니라 가스 및 먼지 디스크에서 나오고 있다는 사실을 보여줬습니다. 이 행성계는 아직 초기 단계로 상당수의 물질이 행성으로 흡수되기 전 단계로 생각됩니다. 다시 말해 현재 한창 생성 중인 행성이라는 이야기입니다. 사실 행성의 흔적은 명확하지 않았으며 아직은 디스크에서 나오는 빛이 대부분이었습니다.
오랜 세월 외계 행성이나 생성 중인 원시 행성계 원반은 직접 관측하기 어려운 희미한 대상이었습니다. 하지만 최신 괸측 장비와 기존 망원경의 업그레이드를 통해 과학자들은 점점 더 자세한 정보를 얻고 있습니다. Keck Planet Imager and Characterizer (KPIC) project 같은 새 관측 기기와 제임스 웹 우주망원경 같은 차세대 망원경이 활약하게되면 우리는 외계 행성에 대해 더 많은 정보를 얻게 될 것입니다.
참고
No Clear, Direct Evidence for Multiple Protoplanets Orbiting LkCa 15: LkCa 15 bcd are Likely Inner Disk Signals. arXiv:1905.04322 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1905.04322
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