글리제 436

1. 개요

글리제 436은 글리제 인근 항성 목록에 수록된 적색 왜성이자, 노퀴시로 명명된 별이다. 글리제 436은 태양보다 수십억 년 더 오래되었으며, 글리제 436 b로 명명된 외계 행성을 가지고 있다. 글리제 436 b는 뜨거운 해왕성으로, 2.6 지구일의 공전 주기를 가지며, 추가 행성 존재 가능성에 대한 연구가 진행되었으나, 아직 확인된 것은 없다.

2. 명칭

별칭 글리제 436은 글리제 인근 항성 목록에서 유래되었다. 이것은 목록의 초판에 수록된 436번째 별이었다.

2022년 8월, 이 행성계는 세 번째 NameExoWorlds 프로젝트에서 명명될 20개의 시스템에 포함되었다. 미국 팀에서 제안한 승인된 이름은 2023년 6월에 발표되었다. 글리제 436은 노퀴시로 명명되었고, 이 행성은 "별"과 "독수리"를 뜻하는 체로키 단어에서 따와 아워할리로 명명되었다.

2022년, 제임스 웹 우주 망원경의 우선 관측 목표 후보가 된 외계 행성 중 20개의 행성과 그 모성을 공모를 통해 명명하는 "외계 행성 명명 캠페인 2022 (NameExoWorlds 2022)"에서 글리제 436과 글리제 436b가 명명 대상 행성계 중 하나가 되었다. 이 캠페인은 국제 천문 연맹(IAU)이 "지속 가능한 발전을 위한 국제 기초 과학의 해(IYBSSD2022)"의 참가 기관 중 하나이기 때문에 기획되었다. 2023년 6월, IAU에서 최종 결과가 공표되어 글리제 436은 노키시, 글리제 436b는 아워할리로 명명되었다. 노키시는 체로키어로 "별"을 의미한다. 아워할리는 체로키족이 "독수리"를 나타내는 말 중 하나로, 전사의 기도를 태양에게 전하는 독수리가 부족과 위대한 영혼의 연결을 증명하는 태양이 입맞춤한 꼬리 깃털을 가지고 돌아온다는 체로키족의 전설에서 유래되었으며, 이 꼬리 깃털은 글리제 436b에서 감지된 혜성의 꼬리처럼 흩어지는 대기를 암시한다.

3. 항성

글리제 436은 적색 왜성으로, 분광형은 M2.5V이다. 별 모델에 따르면 이 별은 태양 질량과 크기의 약 43% 정도이며, 바깥 대기 유효 온도는 3,480 K로, M형 별의 오렌지-레드 색상을 띤다. 이처럼 작은 별은 낮은 속도로 에너지를 생성하여 태양 광도의 2.5%만을 방출한다.

3.1. 물리적 특징

항성 모형에 따르면 글리제 436의 반지름은 태양의 42~47퍼센트 정도이며, 표면 온도는 3318 K이다. 글리제 436은 태양보다 수십억 년 정도 더 늙은 것으로 보이며, 헬륨-4보다 더 무거운 원소의 함량(중원소 함량)은 태양의 44퍼센트 수준에 불과하다. 공전 속도는 초당 3킬로미터 수준이며 채층의 자기장 활동은 미약한 수준이다.

이 항성은 은하좌표로 U=+44, V=-20, W=+20 km/s의 값을 보이는, ‘늙은원반종족’의 일원이다. 분광형은 M2.5V형으로, 적색 왜성임을 의미한다. 별 모델에 따르면 질량과 크기가 태양의 약 43%이다. 같은 모델은 바깥 대기의 유효 온도가 3,480 K이며, 이는 M형 별의 오렌지-레드 색상을 띤다는 것을 예측한다. 이와 같은 작은 별은 낮은 속도로 에너지를 생성하여 태양 광도의 2.5%만을 낸다.

3.2. 은하 좌표 및 운동학적 특징

글리제 436은 구 디스크 인구의 구성원으로, 은하 좌표계의 속도 성분은 U=+44, V=-20, W=+20 km/s이다.

4. 행성계

글리제 436 주위에는 글리제 436 b (아워할리)라는 외계 행성이 확인되어 있다. 이 행성은 지구에서 보았을 때 어머니 항성 원반 위를 지나가는 것처럼 보이며, 공전 주기는 2.64 지구일이다. 지구 질량의 22.2배, 지름은 약 55,000 킬로미터로 천왕성, 해왕성과 흡사하다.

일반적으로 도플러 효과를 이용한 시선 속도법으로는 행성의 정확한 질량을 잴 수 없다. 하지만 글리제 436 b는 통과 현상을 일으키기 때문에 궤도경사각을 알 수 있어 실제 질량을 구할 수 있다. 글리제 436 b는 뜨거운 얼음층 위에 수소와 헬륨층이 덮여 있는 ‘뜨거운 해왕성’일 것으로 추정된다.

2008년에는 "글리제 436 c"라는 두 번째 행성이 발견되었다는 주장이 제기되었으나, 추가 연구를 통해 그 존재가 불확실해져 발견이 철회되었다.

4.1. 글리제 436 b (아워할리)

글리제 436 b는 글리제 436을 공전하는 외계 행성으로, '아워할리'라고도 불린다. 이 행성은 항성 주위를 2.64일 주기로 공전하며, 지구에서 보았을 때 항성 표면을 통과한다.

글리제 436 b는 질량이 지구의 약 21.36배, 반지름은 지구의 약 4.33배로, 천왕성이나 해왕성과 비슷한 크기의 "뜨거운 해왕성"으로 분류된다. 이 행성은 주로 뜨거운 얼음으로 구성되어 있으며, 수소와 헬륨 대기로 덮여 있을 것으로 추정된다.

4.1.1. 궤도 및 섭동

글리제 436 주위에는 글리제 436 b로 명명된 외계 행성 한 개가 확인되었다. 이 행성의 공전 주기는 2.6 지구일이며, 지구에서 바라볼 때 어머니 항성 원반 위를 지나가는 것처럼 보인다. 질량은 지구의 22.2배이며 지름은 약 55,000 킬로미터인데, 이는 질량과 반지름 모두 태양계의 얼음 가스행성인 천왕성, 해왕성과 흡사하다.

일반적으로 도플러 효과로는 행성의 정확한 질량을 잴 수 없다. 공식에 있는 변수 값은 보통 알 수 없는 경우가 많기 때문이다. 그러나 글리제 436 b와 같은 경우는 궤도경사각을 알고 있기 때문에 실제 질량을 구할 수 있다. 이 행성은 뜨거운 얼음층 위에 수소와 헬륨층이 덮여 있는 ‘뜨거운 해왕성’일 것으로 추정된다.

글리제 436 b의 궤도는 별의 자전과 정렬되지 않을 가능성이 높다. 또한 행성의 궤도는 이심률을 가진다. 조석력은 짧은 시간 내에 행성의 궤도를 원형화하는 경향이 있기 때문에, 이는 글리제 436 b가 별을 공전하는 추가 행성에 의해 섭동을 받고 있음을 시사한다.

4.2. 추가 행성 존재 가능성

글리제 436을 공전하는 행성에 대한 추가적인 연구는 계속 진행되었다. 2008년에 글리제 436 c라는 두 번째 행성이 발견되었다는 주장이 제기되었으나, 추가 연구를 통해 그 존재가 불확실해져 발견이 철회되기도 했다.

그럼에도 불구하고, 글리제 436 주위에 또 다른 행성이 존재할 가능성은 여전히 남아있다. 2005년 1월 11일 뉴멕시코주립대학교(NMSU)에서 기록된 통과 현상과 아마추어 천문학자들의 관측을 통해, 글리제 436 b의 궤도 기울기가 증가하는 경향이 있다는 주장이 제기되었지만, 이 경향은 아직 확정되지 않았다. 이러한 경향은 별에서 약 0.08 AU 이내의 궤도에서 12 지구 질량 미만의 행성에 의한 섭동과 일치한다.

글리제 436 b의 궤도는 이심률이 0.15로 타원형이다. 글리제 436 b와 같이 항성에 가까운 행성은 조석력에 의해 짧은 시간 안에 궤도가 원형에 가까워져야 한다. 따라서 같은 항성을 공전하는 또 다른 행성에 의해 섭동을 받아 궤도가 타원형으로 유지될 가능성이 있다.

4.2.1. 글리제 436 c

2008년, 공전 주기 5.2일, 궤도 긴반지름 0.045 AU인 두 번째 행성 "글리제 436 c"의 발견이 보고되었다. 이 행성은 지구 질량의 약 5배, 반지름은 지구의 약 1.5배로 추정되었다. 언론에서는 이 행성을 '가장 작은 행성'으로 칭하기도 했지만, 실제로는 1992년 발견된 PSR B1257+12 주위를 도는 행성들보다도 질량이 컸다. 크기를 고려하면 c는 암석 행성으로 여겨졌다.

2008년 4월, 스페인 천문학자들은 글리제 436 b의 궤도에 미치는 영향을 분석하여 글리제 436 c의 존재를 발표했다. 그러나 이후 추가 연구를 통해 b의 통과 시간이 변하지 않는다는 사실이 밝혀졌고, 이는 글리제 436 행성계에 대한 대부분의 가정을 배제하는 결과였다. 따라서 글리제 436 c의 존재 가능성은 낮은 것으로 간주되었으며, 결국 2008년 보스턴에서 열린 통과 행성 콘퍼런스(Transiting Planets conference)에서 발견 사실이 철회되었다.

4.2.2. UCF-1.01 및 UCF-1.02

2012년 7월, 미국 항공우주국(NASA)은 센트럴 플로리다 대학교의 천문학자들이 스피처 우주 망원경을 사용하여 글리제 436 주위를 공전하는 두 번째 행성을 관측했다고 발표했다. 이 행성 후보에는 센트럴 플로리다 대학교를 따서 UCF-1.01이라는 임시 명칭이 부여되었다. UCF-1.01은 지구 반지름의 약 2/3 크기를 가지며, 지구와 같은 밀도인 5.5 g/cm³을 가정하면 지구 질량의 약 0.3배, 표면 중력은 지구의 약 2/3 수준일 것으로 추정되었다. 이 행성은 모성에서 0.0185 AU 떨어진 궤도를 1.3659일 주기로 공전하는 것으로 여겨졌다. 천문학자들은 또한 비슷한 크기의 또 다른 행성 후보인 UCF-1.02에 대한 증거도 발견했지만, 단 한 번의 통과 현상만 감지되어 궤도 주기는 알 수 없었다. 이후 허블 우주 망원경을 이용한 후속 관측과 스피처 우주 망원경 데이터 재분석 결과, 이 행성들의 존재는 확인되지 않았다.

4.2.3. 기타 섭동 요인

2008년, 공전 주기 5.2일, 궤도 긴반지름 0.045AU를 가진 두 번째 행성 "글리제 436 c"의 발견이 주장되었다. 이 행성은 약 5 지구 질량의 질량과 지구보다 약 1.5배 큰 반지름을 가진 것으로 여겨져 암석형 지구형 행성으로 추정되었다. 글리제 436 b의 궤도에 미치는 영향을 분석하여 2008년 4월 스페인 과학자들이 발표했다. 그러나 추가 분석 결과 내부 행성의 통과 지속 시간이 변하지 않는다는 것이 밝혀져 이 행성의 존재 가능성은 낮다고 여겨졌으며, 결국 2008년 보스턴에서 열린 통과 행성 회의에서 이 발견은 철회되었다.

철회에도 불구하고, 글리제 436을 공전하는 추가 행성이 존재할 가능성은 여전히 남아있었다. 2005년 관측 자료와 아마추어 천문학자들의 관측을 통해 글리제 436 b의 궤도 기울기가 증가하는 경향이 있다는 주장이 제기되었지만, 이는 확정되지 않았다. 이 경향은 별에서 약 0.08AU 이내의 궤도에서 12 지구 질량 미만의 행성에 의한 섭동과 일치한다.

2012년 7월, 미국 항공우주국(NASA)은 센트럴 플로리다 대학교의 천문학자들이 스피처 우주 망원경을 사용하여 두 번째 행성을 관측했다고 발표했다. 이 행성 후보는 UCF-1.01이라는 임시 명칭이 부여되었으며, 지구의 약 2/3 크기의 반지름을 가지고 지구와 같은 밀도를 가정하면 지구 질량의 0.3배, 지구의 약 2/3의 표면 중력을 가질 것으로 추정되었다. 이 행성은 별에서 0.0185AU 떨어진 궤도를 1.3659일마다 공전하는 것으로 여겨졌다. 천문학자들은 또한 비슷한 크기의 추가 행성 후보인 UCF-1.02에 대한 증거를 발견했지만, 궤도 주기는 알 수 없었다. 이후 허블 우주 망원경을 이용한 관측과 스피처 우주 망원경 데이터 재분석 결과, 이 행성들은 확인되지 않았다.

글리제 436 b의 궤도는 이심률 0.15의 타원형이다. 글리제 436 b와 같이 항성에 가까운 행성은 조석력에 의해 짧은 시간 안에 궤도가 원에 가까워져야 한다. 따라서 같은 항성을 공전하는 또 다른 행성에 의해 섭동을 받아 궤도가 타원형으로 유지될 가능성이 있다.