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# 物理学 # 地球惑星天体物理学

宇宙の playground: プロキシマ・ケンタウリとTRAPPIST-1

近くの星系とその小天体のダイナミックな相互作用を探る。

S. I. Ipatov

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星系の宇宙的相互作用 星系の宇宙的相互作用 -1の微惑星を調査中。 プロキシマ・ケンタウリとTRAPPIST
目次

夜空を見上げると星が見えるけど、その中には惑星があって、その惑星の中には岩や氷でできた隣人、プラネテイマルがいるかもしれないよ。今回はプロキシマ・ケンタウリとトラピスト-1の2つの星系に注目してるんだ。この星系は宇宙の隣人の家族みたいで、家族のメンバーそれぞれに独特な個性があるんだ。

惑星系って何?

惑星系は通常、星とその重力に捕まっているすべての物体、つまり惑星や衛星、そしてプラネテイマルと呼ばれる小さな岩や氷の塊で構成されてる。これを宇宙の遊び場に例えると、大きい子たち(惑星)が小さい子たち(プラネテイマル)と一緒に遊ぶときに衝突することがあるって感じ。

プロキシマ・ケンタウリ:賑やかな遊び場

プロキシマ・ケンタウリは一番近い星の隣人で、少なくとも二つの惑星、プラネットbとプラネットcがある。何百万年もかけて、プラネットcの近くにいるプラネテイマルのいくつかは、周囲の環境がほとんど片付けられたのにまだその周りを回ってるんだ。ほとんどの子供が帰った遊び場に、まだブランコで遊んでる子がいるみたいな感じ。

興味深いのは、これらの小さな岩の一つがプラネットbにぶつかる可能性があるってこと。これは、プラネテイマルの軌道がどれだけ偏心的(ちょっとワイルド)かに依存してるんだ。もし最初からおとなしい性格だったら、トラブルの可能性は低いけど、ちょっと冒険好きだったら衝突の可能性が高くなる。

氷のおやつを届ける

もう一つ面白い点は、これらの彷徨う氷のプラネテイマルが、まるで近所のアイスクリームトラックからアイスクリームを届けるみたいに、内側の惑星に大量の氷水や他の重要なものを届けることができるんだ。このクールなものたちが惑星に大きな影響を与えることもあって、惑星が成長する手助けになるかもしれない。

トラピスト-1の惑星ファミリー

次は、宇宙の近所にある別の家族、トラピスト-1に飛んでみよう。このシステムには7つの惑星があって、小さな星の周りにギュッと集まってる。まるでみんなが近い親戚の集まりで、チップスの袋を分け合っても立ち上がらずに済むみたいな感じ。

この家族でもプラネテイマルは動き回ってて、近くの惑星の重力に引き寄せられてる。彼らは常に飛び回っていて、時々衝突することもあって、まるでドッジボールみたいな感じ。1万年も経たないうちに、多くのプラネテイマルが衝突しちゃって、大半は友好的だったけど、中にはそうじゃないのもあった。

衝突と宇宙の関係

衝突に関して言えば、トラピスト-1はかなり社交的な場になってる。プラネテイマルたちは特に星に近い惑星にぶつかるのが好きみたい。まるで宇宙のバイキングみたいで、惑星たちは近くに寄ってきたプラネテイマルを食べちゃうんだ。

トラピスト-1で100万年の間に起こるすべての衝突を見れば、大半のプラネテイマルが最初の千年の間にホストとなる惑星に飲み込まれちゃうのがわかる。他の家族のメンバーも後でチャンスをもらうかもしれないけど、今はそれほど人気がないかも。

共通の基盤を見つける

混沌とした状況の中にも、こうした相互作用にはかなり魅力的なところがある。トラピスト-1のすべての惑星は、成長時期に同じプラネテイマルを共有していたかもしれないんだ。だから、彼らが何でできているかを考えると、兄弟姉妹のようにいくつかの類似点を持っているはず。

だから、もしある惑星で見つけたプラネテイマルのかけらが、別の惑星にあったものを思い出させるとしたら、まるで兄弟姉妹が共有のクッキーの最後の一枚を誰が取るかで争ってるみたいな感じだね!

プラネテイマルの大移動

プラネテイマルたちにも自分自身のワクワクする旅がある。時間が経つにつれて、いくつかは居心地の良い場所から押し出されて、星の影響から飛び出すハイパーボリック軌道に入っていく。まるで遊び場のゲームに飽きた子供が帰宅するみたいに。

面白いことに、こうした宇宙の冒険が星系内で何が起こるかに影響を与えることがあるんだ。プロキシマ・ケンタウリでは、こうした彷徨う岩たちが時間とともに消え始めた。惑星が大きいほど、小さなプラネテイマルを食べちゃう傾向があるから、よく育ったシステムになるんだ。

結論と宇宙のハーモニー

要するに、プロキシマ・ケンタウリとトラピスト-1のプラネテイマルの移動パターンは、星とその惑星がどのように形成され、進化していくのかについて多くのことを教えてくれる。宇宙は広大で空虚に見えるけど、これらの小さな岩のボディたちは忙しい生活を送っていて、時には衝突したり、惑星の成長を助けたり、そう、時には野生の宇宙に出かけたりしてるんだ。

これらの遠い世界の秘密はまだまだ解き明かされていくし、次にこの近所の家族が私たちにどんな宇宙のサプライズを持ってくるかは誰にもわからない。星空を見上げ続ける限り、これらの天体の遊び場についてもっと知ることができるはず。

もちろん、宇宙のアイスクリームトラックを設置するまで、ただ眺めを楽しんで上で起こっている楽しいことを想像するしかないね。

オリジナルソース

タイトル: Migration of bodies in the Proxima Centauri and Trappist 1 planetary systems

概要: The motion of planetesimals was studied in the Proxima Centauri and TRAPPIST 1 exoplanetary systems. The size of the feeding zone of planet Proxima Centauri c is discussed. It was noted that after hundreds of Myrs, some planetesimals could still move in elliptical resonant orbits inside the feeding zone of this planet that had been mainly cleared from planetesimals. The probability of a collision of a planetesimal initially located in the feeding zone of planet c with inner planet b was obtained to be about 0.0002 and 0.001 at initial eccentricity of orbits of planetesimals equal to 0.02 or 0.15, respectively. A lot of icy material and volatiles could be delivered from the icy zone near the orbit of planet c to inner planets b and d. The inclinations of orbits of 80% of the planetesimals that moved between 500 or 1200 AU from the star did not exceed 10o. It was obtained that several planets in the TRAPPIST-1 system accumulated planetesimals initially located at the same distance. Outer layers of neighbouring TRAPPIST-1 planets can include similar material.

著者: S. I. Ipatov

最終更新: 2024-11-08 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2411.05954

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2411.05954

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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