고래자리 타우

3. 물리적 특징

지구에서 약 12광년 떨어진 단독성 G형 주계열성이다. 겉보기 등급은 3.5등급으로 맨눈으로 관측할 수 있다.^[114] 희미한 안시 동반 천체가 약 10각초^[139] 또는 137각초(2000년 기준)^{[24][25][26][85][86][87]} 떨어진 곳에서 관측되었으나, 중력으로 묶인 쌍성계가 아닌 겉보기 이중성일 가능성이 높다.^{[139][24][25][26]}

고래자리 타우의 물리적 특징은 주로 분광학적 관측을 통해 연구되었다. 이를 통해 얻은 스펙트럼 정보를 항성진화 모델과 비교하여 나이, 질량, 반지름, 밝기 등을 추정한다. 또한 천문 간섭계를 이용한 정밀 측정 결과, 반지름은 태양반경의 약 79.3% ± 0.4%로 밝혀졌다.^[140][27] 이는 태양보다 질량이 약간 작은 별에서 예상되는 크기와 일치한다.^{[141][28][88]} 시선속도 측정 결과, 별 가까이에 뜨거운 목성과 같은 무거운 행성은 없는 것으로 보이며, 만약 가스 행성이 존재한다면 태양계의 목성보다 더 먼 거리에 있을 것으로 추정된다.^[155][156]

이 별은 겉보기 밝기의 변동이 거의 없이 안정적이며, 태양에 비해 금속량이 적은 특징을 가진다. 또한, 태양계의 에지워스-카이퍼대보다 약 10배 더 무거운 먼지 원반이 별 주위를 둘러싸고 있는 것이 확인되었다.^{[76][77][110]} 이 먼지 원반 내에서 여러 외계 행성 후보가 발견되었으며, 그 중 일부는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생물권 내에 위치할 가능성이 제기되었다.^{[76][77][110]}

3. 1. 태양과의 유사성

표에서 볼 수 있듯이 고래자리 타우는 태양보다 표면 온도가 낮고, 중원소 함량(금속량)이 적으며, 나이는 더 많다. 겉보기 밝기의 변동이 거의 없어 매우 안정적인 항성으로 알려져 있다.

고래자리 타우 주변에는 태양계의 에지워스-카이퍼대보다 약 10배 더 많은 질량을 가진 먼지 원반이 존재한다. 2012년 12월에는 고래자리 타우를 공전하는 5개의 외계 행성 후보가 발견되었고, 그중 2개는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역인 생물권 내에 위치할 가능성이 제기되었다.^{[76][77][110]} 2017년 연구에서는 이 2개를 포함하여 총 4개의 행성 존재 가능성이 확인되었다. 그러나 먼지 원반의 존재로 인해 행성들은 소행성이나 혜성과 같은 미행성체와 충돌할 빈도가 지구보다 높을 수 있다.

이러한 차이점에도 불구하고, 고래자리 타우는 태양과 여러 특성이 유사하여 '솔라 아날로그'로 분류된다. 안정적인 특성, 태양과의 유사성, 지구와의 근접성 때문에 미래 인류의 이주 후보지 중 하나로 고려되며, 외계 지적 생명체 탐사(SETI)의 주요 관측 대상이기도 하다. 이러한 이유로 SF 작품에서 외계 문명의 고향 행성계나 인류의 우주 식민지 배경으로 자주 등장한다.

3. 2. 태양과의 차이점

3. 3. 자전

3. 4. 중원소 함량 (금속성)

3. 5. 광도 변화

4. 움직임

고래자리 타우의 고유 운동은 1년에 2초각 미만이지만, 이는 밤하늘의 별들 중에서는 높은 값에 속한다.^{[134][17][82]} 이렇게 고유 운동이 큰 이유는 고래자리 타우가 태양계에서 비교적 가깝기 때문이다.^[135][18] 가까운 별일수록 멀리 있는 배경 별들에 비해 천구 상에서 더 빠르게 움직이는 것처럼 보이며, 이는 시차 연구에도 유리하다. 고래자리 타우가 천구에서 1도 이상 움직이려면 약 2,000년이 걸린다.^[17] 시차 측정 결과, 태양으로부터 고래자리 타우까지의 거리는 약 11.9ly (약 3.65pc)이다.^[19] 이 거리는 고래자리 타우를 가까운 별 목록에 포함시키며, 센타우루스자리 알파 A 다음으로 태양에서 두 번째로 가까운 G형 주계열성으로 만든다.^{[136][19][83]}

별의 시선 속도는 별이 관측자(태양계)를 향해 다가오거나 멀어지는 속도를 의미하며, 별의 스펙트럼에서 나타나는 도플러 효과를 통해 측정할 수 있다. 별이 다가올 때는 스펙트럼의 흡수선이 파란색 쪽(짧은 파장)으로 이동하고(청색 편이), 멀어질 때는 붉은색 쪽(긴 파장)으로 이동한다(적색 편이). 고래자리 타우의 시선 속도는 약 -17 km/s로 측정되었으며, 음수 값은 이 별이 태양계를 향해 다가오고 있음을 나타낸다.^{[137][20][84]} 약 43,000년 후에는 태양에 가장 가까이 접근하여, 거리가 약 10.6ly (3.25pc)까지 줄어들 것으로 예측된다.^[21]

고래자리 타우까지의 거리, 고유 운동, 시선 속도를 종합하면 태양에 대한 상대적인 공간 속도를 계산할 수 있는데, 이는 약 37 km/s이다.^{[134][22][117]} 이 속도를 바탕으로 고래자리 타우의 우리 은하 내 궤도를 추정할 수 있다. 이 별은 은하 중심으로부터 평균 9.7kpc (약 32000ly) 거리를 두고 있으며, 궤도 이심률은 0.22로 약간 찌그러진 타원 궤도를 그리고 있는 것으로 보인다.^[138][23]

5. 행성계

고래자리 타우는 태양과 여러 면에서 비슷하여^[154] 외계 행성, 특히 생명체가 살 수 있는 행성을 찾으려는 과학자들에게 오랫동안 큰 관심을 받아왔다.^[153] 이 별은 질량, 밝기 변화가 적은 안정성 등에서 태양과 유사하여 '유사 태양(Solar analog)'으로 분류된다.^[154][118]

1988년부터 시선 속도 측정법 등을 이용한 초기 행성 탐사에서는 목성처럼 무거운 가스 행성이나 갈색 왜성이 별 가까이에는 존재하지 않는다는 사실이 밝혀졌다.^{[155][156][41][101][102]} 허블 우주 망원경을 이용한 관측에서도 동반 천체는 발견되지 않았다.^{[159][45][104]} 이러한 거대 행성의 부재는 오히려 지구와 같은 작은 암석 행성이 안정적인 궤도를 유지하며 존재할 가능성을 높이는 긍정적인 신호로 해석되기도 했다.^{[155][160][41][105]}

2012년 12월, 마침내 고래자리 타우 주변에서 지구 질량의 2~6배 정도 되는 행성 후보 5개(b, c, d, e, f)가 존재한다는 증거가 제시되었다.^{[168][76][77]} 이 중 e 행성과 f 행성은 잠재적으로 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생명체 거주가능 영역 또는 그 경계에 위치할 가능성이 제기되어 주목받았다.^{[125][126][169][110]} 2017년의 후속 연구에서는 e와 f의 존재를 확인하고, 새로운 행성 후보인 g와 h를 추가로 발견했지만, 초기에 제안되었던 b, c, d의 존재에 대해서는 논란이 생겼다.^[72] 이후에도 추가 행성 후보(i 등)의 존재 가능성이 제기되는 등^[49][111], 고래자리 타우 행성계의 구성원에 대한 연구는 계속 진행 중이다.

또한 고래자리 타우 주변에는 태양계의 카이퍼 대보다 10배 이상 많은 물질을 포함한 거대한 먼지 원반(파편 원반)이 존재한다는 사실이 밝혀졌다.^[172][59] 이 원반은 암석 행성 형성의 재료가 되었을 수 있음을 시사하지만, 동시에 원반 내 소행성이나 혜성과의 잦은 충돌이 행성의 거주 가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 우려도 제기된다.^{[172][173][60]} 만약 행성이 발견된다면, 향후 연구는 충분한 해상도의 망원경을 통해 이 행성들에 물과 대기가 있는지, 나아가 생명체의 존재를 나타내는 생물학적 지표가 있는지를 밝히는 방향으로 나아갈 것이다.^[162]

5. 1. 확인된 행성

• '''e''': 2012년 처음 존재가 시사되었고 2017년 연구에서 확인된 행성이다.^[48][72] 공전 주기는 약 163일, 별과의 거리는 약 0.54 AU(수성과 금성 궤도 사이)이며, 최소 질량은 지구의 약 3.93배이다.^[72] 만약 지구와 유사한 대기를 가졌다면 표면 온도는 68°C 정도로 추정된다.^[53] 받는 복사 에너지 양으로 볼 때, 생명체 거주가능 영역보다는 금성과 유사한 환경일 가능성이 제기된다.^[54]
• '''f''': 2012년 처음 시사되었고 2017년 연구에서 확인되었으나, 2021년 재분석으로 존재가 불확실해진 행성 후보다.^[48][72][75] 공전 주기는 약 636일, 별과의 거리는 약 1.33 AU(화성 궤도 부근)이며, 최소 질량은 지구의 약 3.93배로 추정되었다.^[72] 넓은 의미의 생명체 거주가능 영역에 위치할 가능성 때문에 주목받았으나,^[55] 설령 존재하더라도 해당 영역에 머문 기간이 비교적 짧아(10억 년 미만 추정) 생명체의 생물학적 지표가 존재할 가능성은 낮다는 연구도 있다.^[56][57][58]

5. 2. 행성 존재 가능성 논란

이후에도 추가적인 행성 존재 가능성에 대한 연구가 이어졌다. 2019년에는 천체측정학적 데이터 분석을 통해 고래자리 타우 주변 3~20 AU 거리에 최대 목성 질량 5배에 달하는 거대 행성(i 후보)이 존재할 수 있다는 주장이 제기되었다.^[49][111] 2020년에는 기존 행성들의 궤도 안정성 분석과 다른 행성계와의 통계적 비교를 통해, 2012년에 제안되었던 행성 후보 b, c, d의 존재 가능성을 다시 뒷받침하는 결과가 나왔다.^[51] 또한 이 연구는 행성 e와 f 사이, 즉 생물권 내에 아직 발견되지 않은 행성(PxP-4 후보)이 최소 하나 더 존재할 가능성을 예측했다.

행성들의 실제 질량은 아직 불확실하다. 고래자리 타우가 지구에서 볼 때 거의 극 방향으로 정렬되어 있을 가능성이 있기 때문에(^[74]), 만약 행성들의 궤도면이 시선 방향과 가깝다면(궤도 경사각이 작다면), 관측된 최소 질량보다 실제 질량은 훨씬 커서 해왕성이나 목성과 유사한 질량을 가질 수도 있다. 예를 들어, 행성 f의 궤도 경사각이 70도라면 질량은 지구의 4.18 (+1.12 / -1.46)배가 되지만, 만약 별 주위의 파편 원반 기울기(약 35±10도)와 비슷하다면^[73] 질량은 지구의 5.56 (+1.48 / -1.94)배에서 9.30 (+2.48 / -3.24)배 사이가 되어 미니 해왕성일 가능성이 높아진다. 낮은 궤도 경사각은 더 큰 실제 질량을 의미하므로 행성 간 중력 상호작용이 강해져 장기적인 궤도 안정성에 문제가 생길 수 있다는 지적도 있다.^[74]

또한, 고래자리 타우 주변에는 태양계의 카이퍼 대보다 약 10배 더 무거운 파편 원반(먼지 원반)이 존재한다.^[73] 이는 암석 행성 형성의 증거일 수 있지만, 동시에 이 원반에서 비롯된 소행성이나 혜성과의 충돌이 행성 표면에서 빈번하게 일어날 수 있음을 시사한다. 태양계의 목성이 지구를 이러한 충돌로부터 어느 정도 보호하는 역할을 하는 것과 달리, 고래자리 타우계에는 이러한 역할을 할 거대 행성이 없을 수 있어, 행성의 거주 가능성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

5. 3. 먼지 원반

6. 외계 생명체 탐사 (SETI)

지금까지 고래자리 타우를 대상으로 한 가장 주목할 만한 외계 생명체 탐사 시도는 오즈마 계획이었다. 이 계획은 외계 지성체를 찾기 위한 연구(SETI)의 일환으로, 특정 별들에서 오는 인공적인 전파 신호를 탐지하는 것을 목표로 했다. 천문학자 프랭크 드레이크가 주도했으며, 태양과 가깝고 물리적 특성이 유사한 고래자리 타우와 에리다누스자리 엡실론을 최초 관측 대상으로 삼았다. 그러나 약 200시간에 걸친 관측에도 불구하고 인공적인 신호는 발견되지 않았다.^{[163][65][107]} 이후 이 항성계를 대상으로 한 전파 탐사에서도 성과는 없었다.

이러한 결과의 부재에도 불구하고, 고래자리 타우에 대한 연구의 열기는 식지 않았다. 2002년, 천문학자 마가렛 턴불과 질 타터는 또 다른 SETI 프로젝트인 피닉스 계획의 일환으로 근접 생물 서식 가능 시스템 목록(HabCat)을 개발했다. 이 목록에는 17,000개 이상의 이론적인 생명체 거주 가능 항성계가 실려 있다.^{[164][66][108]} 다음 해, 턴불은 이 목록을 태양으로부터 100 광년 이내에 있는 5,000개의 시스템 중에서 가장 유망한 30개 항성으로 더욱 정교하게 다듬었으며, 여기에는 고래자리 타우가 포함되었다. 이는 앨런 망원경 배열을 이용한 전파 탐사의 기초가 될 것이다.^{[165][67][109]} 그녀는 (현재 취소된)^[68] 지구형 행성 탐사기 망원경 시스템으로 탐사하기에 적합한 단 다섯 개의 별에 대한 최종 후보군으로 고래자리 타우를 선택하며 "만약 신이 우리 행성을 다른 별 주위에 놓는다면, 내가 살고 싶은 곳"이라고 언급했다.^[166][69]

그러나 NASA의 지구형 행성 탐사기 미션은 미 의회가 예산을 삭감하여 무기한 연기되었으며^[167], 현재는 유럽 우주국의 다윈 계획이 고래자리 타우를 탐사 대상으로 지목하고 있다.

고래자리 타우의 생물 서식 가능 지역은 지구 크기의 행성에서 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 위치로, 0.55AU–1.16AU의 반경을 가지며, 여기서 1 AU는 지구에서 태양까지의 평균 거리이다.^[63] 고래자리 타우의 행성에 원시적인 생명체가 존재한다면, 지구의 산소가 생명체의 존재를 나타내는 것처럼, 분광학을 통한 대기 조성을 분석하여 생명체의 존재를 밝힐 수 있을 것이다.^{[162][64][106]}

7. 문화 속 고래자리 타우

• 시드 마이어의 '문명: 비욘드 어스'에 포함된 엑소플래닛 맵팩에 고래자리 타우 d가 등장한다. 게임상 설정은 "바다와 군도로 이루어져 있고 다양한 종의 생명체가 있으며 자원 매장량이 풍부함"이다.^[177]

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_[113] 문서 G型主系列星で最も近いのは[[ケンタウルス座アルファ星|ケンタウルス座α星]]Aだが、ケンタウルス座α星は3重連星系である。
_[114] 문서 赤緯が-15度のため、北緯75度以上の地域では、観測する事はできない。また、[[光害]]の影響を受ける地域では、観測が困難になる。
_[115] 문서 くじら座τ星から見ると、太陽は厳密には、赤経: {{RA|13|44|04}}、赤緯: {{DEC|15|56|14}}に位置して見える事になり、[[うしかい座タウ星|うしかい座τ星]]付近になる。太陽の絶対等級は4.8等なので、以下の式より、3.65[[パーセク]]離れていると、視等級は2.6等となる。
$\backslash begin\{smallmatrix\}\; m\; =\; M\_v\; +\; 5\backslash cdot((\backslash log\_\{10\}\; 3.64)\; -\; 1)\; =\; 2.6\; \backslash end\{smallmatrix\}$
_[116] 문서 くじら座の[[くじら座イータ星|η星]]が1つめのダチョウ、[[くじら座シータ星|θ星]]が2つめのダチョウ、τ星が3つめのダチョウ、[[くじら座ゼータ星|ζ星]]が4つめのダチョウとなっている。[[くじら座ウプシロン星|υ星]]が5つめのダチョウとなるはずだが、''Al Achsasi Al Mouakket'' では不明瞭な考えの下[[アンドロメダ座ガンマ星|アンドロメダ座γ星]]が5つめのダチョウとして記載されている。
_[117] 문서 The space velocity components are: U = +18; V = +29, and W = +13. This yields a net space velocity of:
$\backslash begin\{smallmatrix\}\; \backslash sqrt\{18^2\; +\; 29^2\; +\; 13^2\}\; =\; 36.5\backslash ,\backslash text\{km/s.\}\; \backslash end\{smallmatrix\}$
_[118] 논문 Evidence of a Pronounced Activity Cycle in the Solar Twin 18 Scorpii 2000
_[119] 문서 Planetary Habitability Laboratoryが「地球サイズ = 0.5 — 5 M_⊕」と定義している http://phl.upr.edu/p[...]
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_[132] 서적 Star Names: Their Lore and Meaning http://penelope.uchi[...] Dover Publications Inc 2010-12-12
_[133] 문서 [[고래자리 에타]]는 '아오울 알 나아마트' 또는 ''Prima Sthrutionum''(첫째 타조), [[고래자리 세타]]는 '타니흐 알 나아마트' 또는 ''Secunda Sthrutionum''(둘째 타조), 고래자리 타우는 '탈라트 알 나아마트' 또는 ''Tertia Sthrutionum''(셋째 타조), [[고래자리 제타]]는 '라바흐 알 나아마트' 또는 ''Quarta Sthrutionum''(넷째 타조)로 표기되어 있다. [[고래자리 웁실론]]은 '카미스 알 나아마트' 또는 ''Quinta Sthrutionum''(다섯째 타조)가 되어야 하나 알 악사시 알 무와키트는 충분한 고려 없이 [[안드로메다자리 감마]]에 ‘다섯째 타조’ 명칭을 붙였다.
_[134] 웹인용 http://www.astro.vir[...] 2007-09-27
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