글리제 581

1. 개요

글리제 581은 천칭자리에 위치한 적색 왜성으로, 지구에서 약 20.3광년 떨어져 있다. 이 별은 1863년에 처음 목록에 올랐으며, 변광성으로 분류되기도 한다. 글리제 581은 최소 3개에서 최대 6개의 행성을 거느린 것으로 알려졌으나, 현재는 글리제 581 e, b, c 3개의 행성이 존재하는 것으로 확인되었다. 글리제 581 행성계는 외계 행성 탐사의 대상이 되었으며, SETI 프로젝트를 통해 메시지가 전송되기도 했다.

2. 항성

글리제 581은 1863년 프리드리히 빌헬름 아르겔란더의 본소천성표에 BD−07°4003으로 처음 수록되었으며, 이후 빌헬름 글리제의 근접 별 목록에 글리제 581로 등재되었다. 변광성 명칭은 천칭자리 HO이다. 시리우스나 프로키온과 같이 사람들이 따로 붙여 준 이름은 없다.

분광형 M3 V의 적색 왜성으로, 지구에서 약 20.3광년 떨어져 있으며 천칭자리 베타별에서 북쪽으로 약 2도에 위치한다. 질량은 태양의 약 1/3이며, 태양계로부터 87번째(한국어판)/101번째(영어판)로 가까운 항성계이다.

태양보다 질량이 훨씬 작아 중심핵에서 수소를 핵융합하는 속도가 매우 느리다. 겉보기 등급과 거리로부터 이 별의 표면 온도가 약 3,200 켈빈이며 눈으로 보았을 때의 밝기는 태양의 0.2% 수준임을 계산할 수 있다. 그러나 복사 에너지의 대부분을 적외선에서 뿜기 때문에(별을 흑체로 가정하는 빈의 변위 법칙을 적용할 경우 약 830 나노미터 파장에서 피크를 형성한다) 가시광선만으로 별의 밝기를 판단하는 것은 실제 복사량을 저평가하는 결과를 가져온다. 모든 스펙트럼 영역에서의 복사량을 고려하면(사람이 볼 수 없는 영역까지 합치면) 절대 등급은 태양 복사량의 1.3%는 된다.

용자리 BY형 변광성 유형의 변광성으로 분류되며, X선을 방출한다.

3. 행성계

글리제 581은 최소 3개에서 최대 6개의 행성을 거느리고 있는 것으로 알려져 왔으나, 최근 연구 결과에 따르면 3개의 행성(글리제 581e, 글리제 581b, 글리제 581c)만이 존재하는 것으로 확인되었다. 이 행성들은 항성에 가깝고 거의 원형 궤도로 공전한다.

2024년 연구에서는 3행성계에 대한 증거를 확인하는 것 외에도 행성의 궤도 경사를 결정했다. 이를 통해 행성의 실제 질량을 알 수 있게 되었으며, 이전에는 최소 질량만 알려져 있었다. 행성의 실제 질량은 최소 질량보다 약 30% 더 크다.

글리제 581 행성계는 시선 속도법을 사용하여 발견되었다. 시선 속도법으로는 행성의 궤도와 질량 외에는 행성 자체에 대한 정보를 거의 알 수 없다.

2010년까지 지구의 2배에서 해왕성 정도의 질량을 가진 외계 행성이 6개 발견되었다고 알려졌으나, f와 g에 대해서는 나중에 존재를 부정하는 연구 결과가 나왔다. 또한 2014년에는 글리제 581d에 관해서도 항성 활동에 기인하는 현상일 가능성이 높다는 지적이 나와 그 존재가 의문시되고 있다.

3.1. 행성계 구성

글리제 581 행성계는 항성 글리제 581과 그 주위를 도는 행성들로 구성되어 있다. 2005년 8월 글리제 581 b가 발견된 이후, 여러 행성들이 추가로 발견되었다. 이 행성계는 시선 속도법을 사용하여 발견되었으며, 최소 3개의 행성과 파편 원반으로 구성된 것으로 알려져 있다.

이 행성계가 주목받는 이유는 2008년부터 2010년 사이에 생명 가능 구역에서 공전하는 지구형 행성이 발견되었을 가능성과, 태양계에서 20광년 떨어진 비교적 가까운 거리에 있다는 점 때문이다.

글리제 581 d는 지구 질량의 약 7배(천왕성의 절반 정도)이며, 66.8일에 한 번씩 항성을 공전한다. 2009년 4월 21일에는 네 번째 행성 글리제 581 e가 발견되었다. 이 행성의 최소 질량은 지구의 1.9배로, 지금까지 발견된 행성 중에서는 가장 작다.

글리제 581 행성계를 동역학적 모의 실험으로 돌려 본 결과, b, c, d 세 행성의 궤도는 이들의 질량이 현재 밝혀진 최소 질량의 1.6 ~ 2배 이상일 경우 불안정해지는 것으로 나타났다. 글리제 e, b, c, d가 가질 수 있는 질량 상한선은 각각 지구의 3.1, 30.4, 10.4, 13.8배이다.

2008년 10월, 네트워크 웹사이트 베보는 우크라이나 국립 우주 협회 소재 RT-70 전파 망원경을 이용하여 '지구로부터의 메시지'를 글리제 581 c를 향해 쏘았다. 이 메시지는 2029년에 글리제 581 행성계에 도달할 것으로 예상되며, 만약 지성체가 이 메시지를 받아서 지구에 답신을 보낼 경우 2049년에 그 답신을 받을 수 있을 것이다.

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📌 열 고정 해제

글리제 581 행성계 구성 (확인된 행성)

동반천체 (가까운 순서)	질량	공전궤도 반지름 (AU)	공전주기 (일)	이심률
e	≥1.7 ME	0.0284533 ± 0.0000023	3.14867 ± 0.00039	0
b	≥15.6 ME	0.0406163 ± 0.0000013	5.36841 ± 0.00026	0
c	≥5.6 ME	0.072993 ± 0.000022	12.9191 ± 0.0058	0

글리제 581의 생명 가능 지대는 약 0.1 ~ 0.25 AU에 걸쳐 있는 것으로 추정된다. 확인된 세 행성은 모두 생명 가능 지대의 안쪽 가장자리보다 별에 더 가깝게 위치한다.

3.1.1. 글리제 581 e

글리제 581e는 글리제 581 행성계에서 가장 안쪽에 있는 행성이다. 질량은 지구의 약 2.5배로, 현재까지 발견된 외계 행성 중 가장 작은 축에 속한다. 2009년에 발견되었으며, 이 행성계에서 가장 최근에 확인된 행성이기도 하다. 공전 주기는 3.15일로 매우 짧다. 초기에는 궤도가 타원형일 것으로 예상되었으나, 최근 연구에서는 원형 궤도에 가까운 것으로 나타났다.

3.1.2. 글리제 581 b

글리제 581b는 글리제 581을 공전하는 것으로 알려진 행성 중 가장 질량이 크며, 처음으로 발견된 행성이다. 지구 질량의 약 20배이며, 5.37일 만에 궤도를 돈다.

3.1.3. 글리제 581 c

글리제 581c는 글리제 581을 공전하는 세 번째 행성으로 2007년 4월에 발견되었다. 2007년 논문에서 Udry 등은 글리제 581c가 지구형 성분으로 이루어져 있다면, 반지름이 지구의 1.5배(1.5R_🜨)가 될 것이라고 주장했는데, 이는 당시 이 행성을 "알려진 모든 외계 행성 중에서 가장 지구와 유사한 행성"으로 만들었을 것이다. 지구에서 볼 때 이 행성이 자신의 별을 통과하지 않기 때문에, 반지름을 직접 측정할 수 없다. 이 행성의 질량은 지구의 6.8배이다.

이 행성은 잠재적인 생존 가능성으로 처음 주목을 받았지만, 이후에는 그렇지 않은 것으로 여겨지고 있다. 평균 흑체 표면 온도는 −3 °C (금성과 같은 알베도)에서 40 °C (지구와 같은 알베도) 사이로 추정되었지만, 온실 효과로 인해 온도가 훨씬 높을 수 있다(약 500°C). 일부 천문학자들은 이 시스템이 행성 이동을 겪었을 수 있으며, 글리제 581c가 프로스트 라인 너머에서 형성되어 가니메데와 같은 얼음 천체와 유사한 조성을 가졌을 수 있다고 믿는다. 글리제 581c는 13일이 안 되는 시간에 한 번의 완전한 궤도를 돈다.

3.1.4. 논란이 된 행성 (글리제 581 d, f, g)

글리제 581d, f, g는 한때 존재 가능성이 제기되었던 행성들이다. 2010년까지 지구의 2배에서 해왕성 정도의 질량을 가진 외계 행성이 6개 발견되었다고 알려졌으나, f와 g에 대해서는 나중에 존재를 부정하는 연구 결과가 나왔다. 2014년에는 글리제 581d에 관해서도 항성 활동에 기인하는 현상일 가능성이 높다는 지적이 나와 그 존재가 의문시되고 있다.

* [[글리제 581g]]: 질량은 지구의 2.242배 이상으로, 공전 주기는 32일이다. 생명 가능 지대 내에 존재하며, 항상 같은 면이 항성을 향하는 조석 고정 상태로 여겨졌다. 발견자 중 한 명은 이 행성에 생명체가 존재할 가능성이 100%라고 주장하기도 했으나, 관측 데이터 분석 결과 존재하지 않는 것으로 결론 내려졌다.

* [[글리제 581d]]: 질량이 지구의 5.94배 이상이며, 공전 주기는 67일이다. 타원 궤도로 공전하지만, 근일점에서는 생명 가능 지대 범위를 통과하는 것으로 알려졌었다. 2014년 연구에서 항성 활동에 의한 신호로 밝혀져 그 존재가 부정되었다.

* [[글리제 581f]]: 질량이 지구의 약 7배이며, 공전 주기는 433일(약 1.2년)이다. 존재 가능성은 낮을 것으로 보인다.

글리제 581 행성계 관측에는 시선 속도법이 사용되고 있다. 시선 속도법으로는 행성의 질량을 하한값으로 밖에 정할 수 없기 때문에 실제 질량은 위의 값보다 커질 가능성이 있다.

3.2. 파편 원반

글리제 581 행성계 바깥쪽에는 태양계보다 더 많은 혜성을 포함하는 거대한 먼지 원반이 있다. 이 먼지 원반은 30°에서 70° 사이의 기울기를 가지고 있다.

4. 외계 지적 생명체 탐사 (SETI)

글리제 581 항성계는 SETI 및 능동적 SETI를 통한 외계 생명체 탐사의 대상이었다.

지구로부터의 메시지(AMFE)는 2008년 10월 9일에 글리제 581c를 향해 발신된 고출력 디지털 무선 신호이다. 이 신호는 소셜 네트워킹 사이트 Bebo에서 진행된 공모전을 통해 선정된 501개의 메시지를 담은 디지털 타임 캡슐이다. 이 메시지는 우크라이나 국립 우주국의 예브파토리아 RT-70 전파 망원경 레이더 망원경을 사용하여 전송되었다. 이 신호는 2029년 초에 글리제 581에 도달할 것이다.

라그비르 바탈은 광학 SETI를 사용하여 2008년에 글리제 581 항성계 방향에서 설명할 수 없는 빛의 펄스를 감지했다고 주장했다.

2012년에는 퍼스에 있는 커틴 대학교의 국제 전파 천문학 연구 센터에서 호주 전역의 3개의 전파 망원경 시설과 초장기선 간섭 기술을 사용하여 글리제 581을 정밀하게 탐사했지만 후보 신호는 발견되지 않았다.