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글리제 876

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목차

1. 개요

글리제 876은 태양보다 어둡고 질량이 작은 적색 왜성으로, 여러 개의 외계 행성을 거느리고 있다. 1998년 글리제 876 b가 발견된 이후, c, d, e 행성이 추가로 발견되었으며, b, c, e는 4:2:1 궤도 공명 관계에 있다. 글리제 876은 적색 왜성 주위에서 발견된 최초의 행성계 중 하나이며, 글리제 876 b와 c는 생명체 거주 가능 영역 내에 위치하여 생명체 존재 가능성을 제시한다.

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글리제 876
개요
글리제 876 b의 상상도
글리제 876 계의 상상도
별자리물병자리
발음/ˈɡliːzə/
명칭BD-15°6290
G 156-057
Gaia DR3 2603090003484152064
HIP 113020
LHS 530
Ross 780
IL Aquarii
관측 정보
겉보기 등급 (V)10.1920 (17)
특징
분광형M4V
J 밴드 겉보기 등급5.934 (19)
H 밴드 겉보기 등급5.349 (49)
K 밴드 겉보기 등급5.010 (21)
변광성 유형BY Draconis 변광성
위치 정보
시선 속도-2.09 ± 0.15
고유 운동 (RA)957.715 (41)
고유 운동 (Dec)−673.601 (31)
시차214.0380
시차 오차0.0356
절대 등급 (V)11.81
물리적 특징
질량0.346 ± 0.007 M☉
반지름0.372 ± 0.004 R☉
광도0.01309 ± 0.00011 L☉
표면 중력 (log g)4.89
표면 온도3201 ± 20
금속 함량+0.19 ± 0.17
자전 주기83.7 ± 2.9 일
자전 속도0.16 km/s
나이0.1 – 9.9 Gyr
행성계
행성 수4 + 2?
식별 정보
SIMBADGliese 876
SIMBAD 2GJ 876 d
SIMBAD 3GJ 876 c
SIMBAD 4GJ 876 b
SIMBAD 5GJ 876 e
NSTEDGliese 876
ARICNS01870
위치
물병자리 내 글리제 876의 위치
물병자리 내 글리제 876의 위치 (빨간 점)

2. 항성의 특징

글리제 876은 태양보다 훨씬 어두운 적색 왜성이다. 질량은 태양의 32퍼센트 정도이다.[19] 표면 온도는 태양보다 낮고 반지름 또한 작다.[20] 이러한 요인들이 복합적으로 작용하여 글리제 876의 밝기는 태양의 1.38퍼센트에 불과하며, 이 별이 발산하는 복사 에너지는 대부분 적외선 파장에 몰려 있다.

대기 속의 이원자 분자가 스펙트럼을 매우 복잡하게 만들기 때문에, 차가운 별들의 나이 및 중원소 함량을 측정하기는 어렵다. 관측된 스펙트럼을 스펙트럼 모형에 맞추면 글리제 876의 중원소 함량은 태양의 75퍼센트 수준이다.[21] 채층 활동을 통해 추측한 글리제 876의 나이는 이론적 모형에 따르면 65억 ~ 99억 년 사이이다.[22]

많은 작고 어두운 별들처럼 글리제 876은 변광성이다. 이 별의 변광형은 용자리 BY 변광성으로, 밝기는 겉보기 등급으로 0.04 정도 변동을 보인다.[23] 이러한 밝기의 변화는 별 표면에 있는 거대한 흑점들이 자전과 함께 관측자의 시야에 나타나고 사라지기 때문으로 추측된다.[24]


3. 행성계

천체 예술가가 글리제 876 b를 상상한 그림


글리제 876은 여러 개의 행성을 거느리고 있는 것으로 확인되었다. 1998년 최초로 발견된 글리제 876 b를 시작으로, 안쪽 궤도에서 글리제 876 c, 글리제 876 d가 차례로 발견되었고, 2010년에는 글리제 876 e가 발견되었다.

글리제 876 b, c, e는 목성형 행성으로, 궤도 공명 현상을 보이며 서로에게 강한 중력적 영향을 주고 있다. 특히 b, c, e는 목성의 갈릴레이 위성들처럼 4:2:1의 공명 주기를 갖는다.[12] 가장 안쪽을 도는 글리제 876 d는 슈퍼 지구로 추정되지만, 항성에 너무 가까워 생명체가 존재하기는 어려울 것으로 보인다.

2014년에는 f와 g라는 두 행성의 존재 가능성이 제기되었으나,[9] 이들은 아직 미확인 상태이다.[13][14][15]

글리제 876은 적색 왜성 중 최초로 행성이 발견된 사례이다.

동반천체
(가까운 순서)		질량
(MJ)		공전주기
(일)		공전궤도 반지름
(AU)		이심률
d>0.0185 ± 0.00311.937760 ± 0.0000700.0208 ± 0.00120
c>0.619 ± 0.08830.340 ± 0.0130.1303 ± 0.00750.2243 ± 0.0013
b>1.93 ± 0.2760.940 ± 0.0130.208 ± 0.0120.0249 ± 0.0026
e>0.0462124.26 ± 0.700.3343 ± 0.00130.055 ± 0.012


3. 1. 발견 역사

1998년 제프리 마시 연구팀[19]과 자비어 델포세 연구팀이 각각 독립적으로 글리제 876 주위를 도는 외계 행성 글리제 876 b를 발견했다.[25] 발견 방법은 행성의 중력이 어머니 항성을 흔들리게 만드는 것에서 착안한 시선 속도법이었다. 이 행성의 질량은 목성의 두 배 정도였고 공전 주기는 61일이며 항성과의 거리는 0.208 천문단위(이는 수성과 태양 사이 거리의 절반이 되지 않는다)였다.[26]

2001년 글리제 876 b의 안쪽 궤도를 도는 새로운 행성인 글리제 876 c가 발견되었다.[27] 이 행성의 질량은 목성의 62퍼센트 정도였다. c는 b와 1대 2의 궤도 공명 상태에 있었으며, 항성을 30.34일 주기로 1회 공전하고 있었다. c를 발견하기 전까지는 b의 궤도가 큰 이심률을 그리고 있는 것으로 생각했으나, c의 발견으로 이는 궤도 공명 현상이었음이 밝혀졌다. 두 행성은 서로 강한 중력적 상호 작용을 하고 있으며 궤도 요소를 빠르게 변화시키고 있다.[28]

2005년 에우제니오 리베라 팀이 글리제 876 b보다 더 항성에 가까이 붙어 있는 세 번째 행성인 글리제 876 d를 발견했다.[29]

2014년에는 글리제 876 f와 글리제 876 g라는 두 개의 행성이 존재할 가능성이 있다고 발표되었으나,[9] 현재 미확인 행성으로 취급되는 경우가 많다.

3. 2. 궤도 배열 및 공명

1998년 글리제 876 주위를 도는 외계 행성 글리제 876 b가 발견된 이후, 여러 행성들이 추가로 발견되었다. 이 행성들은 궤도 공명 현상을 보이며 서로 강한 중력적 상호 작용을 하고 있다.[28]

2001년 발견된 글리제 876 c는 b와 1대 2의 궤도 공명 상태에 있으며, 2005년 발견된 글리제 876 d는 항성에 더 가까이 붙어 있다.[29] 2010년에는 글리제 876 e가 발견되었는데, b, c와 함께 1:2:4의 라플라스 공명을 이룬다. 이는 목성의 갈릴레이 위성인 이오, 유로파, 가니메데와 같은 공명 주기이다.[12]

글리제 876 행성계는 행성 간의 상호 기울기를 통과 없이 측정된 최초의 일반적인 별 주위 행성계이다. 수치 적분 결과, 이 행성계는 적어도 10억 년 동안 안정적인 것으로 나타났다.

글리제 876 행성들의 궤도 공명
dcbe
1.937760일30.340일60.940일124.26일



2014년에는 f와 g라는 두 개의 행성이 추가로 발견될 가능성이 제기되었으나,[9] 현재는 미확인 행성으로 분류된다.[13][14][15]

3. 3. 행성 목록

1998년 글리제 876 주위를 도는 외계 행성 글리제 876 b가 발견되었다.[19][25] 2001년에는 b의 안쪽 궤도에서 글리제 876 c가, 2005년에는 글리제 876 d가 추가로 발견되었다.[27][29] 2010년에는 글리제 876 e가 발견되었다.

글리제 876 b, c, e는 목성형 행성으로, 공전 주기가 각각 61일, 30일, 124일로 4:2:1의 궤도 공명 관계에 있다.[12] 이는 목성의 갈릴레이 위성인 이오, 유로파, 가니메데와 같은 공명 주기이다. 가장 안쪽에 있는 글리제 876 d는 질량이 작아 암석 행성인 슈퍼 지구로 추정되나, 항성에 매우 가까워 생명체 존재 가능성은 낮다.

2014년에는 글리제 876 f와 글리제 876 g라는 두 개의 행성이 추가로 존재할 가능성이 제기되었으나,[9] 현재는 미확인 행성으로 분류된다.[13][14][15]

동반천체
(가까운 순서)		질량
(MJ)		공전주기
(일)		공전궤도 반지름
(AU)		이심률
d>0.0185 ± 0.00311.937760 ± 0.0000700.0208 ± 0.00120
c>0.619 ± 0.08830.340 ± 0.0130.1303 ± 0.00750.2243 ± 0.0013
b>1.93 ± 0.2760.940 ± 0.0130.208 ± 0.0120.0249 ± 0.0026
e(지구 질량)124.26 ± 0.700.3343 ± 0.00130.055 ± 0.012



글리제 876은 적색 왜성 주위에서 행성이 발견된 최초의 사례였다.

3. 4. 생명체 존재 가능성

목성형 행성 두 개는 모두 글리제 876의 '전통적' 생명체 거주가능 영역(0.116 ~ 0.227 천문단위) 내에 존재한다.[32] 이들의 존재는 글리제 876 행성계 생물권 내에 '지구 크기의 생명체가 존재 가능한 행성'이 있을 가능성을 낮춘다. 반면 이들 가스 행성 주위에 거대한 위성이 존재한다면 생명이 여기서 살 수 있을지도 모른다. 게다가 조석 고정된 행성의 생물권 범위가 전통적 학설보다 더 넓어진다면, 글리제 876 행성계 내 어딘가에 생명체가 존재하는 천체가 있을 수도 있다.[33]

가장 안쪽에 있는 글리제 876 d는 질량이 작아 주성분이 암석인 슈퍼 지구일 것으로 보인다. 그러나 주성으로부터 0.021 AU (약 300만 킬로미터)라는 매우 가까운 거리를 불과 1.93일 만에 공전하기 때문에 표면 온도가 수백 도에 달할 것으로 추정되며, 생명체가 존재할 가능성은 없다고 여겨진다.

참조

[1] 논문 Can GJ 876 host four planets in resonance? 2012
[2] 논문 Radial velocity data analysis with compressed sensing techniques
[3] 논문 A DEBRIS Disk Around The Planet Hosting M-star GJ581 Spatially Resolved with Herschel B. C. Matthews 2012
[4] 논문 On the search for transits of the planets orbiting Gliese 876 http://schwab.tsuniv[...] 2012-10-21
[5] 논문 Investigating the dynamical history of the interstellar object 'Oumuamua 2018-02
[6] 논문 Theoretical Spectra and Atmospheres of Extrasolar Giant Planets
[7] 간행물 The HARPS search for southern extra-solar planets XIX. Characterization and dynamics of the GJ 876 planetary system http://ads.nao.ac.jp[...]
[8] 웹사이트 BD-15 6290 -- Variable of BY Dra type https://simbad.u-str[...] 2016-03-24
[9] arxiv A ''SPITZER'' SEARCH FOR TRANSITS OF RADIAL VELOCITY DETECTED SUPER-EARTHS 2014-01-05
[10] 논문 Metallicities of M Dwarf Planet Hosts from Spectral Synthesis 2006-12
[11] 논문 Metallicity and Temperature Indicators in M Dwarf K-band Spectra: Testing New and Updated Calibrations with Observations of 133 Solar Neighborhood M Dwarfs 2012-04
[12] 논문 The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A Uranus-mass Fourth Planet for GJ 876 in an Extrasolar Laplace Configuration 2010-07
[13] 웹사이트 Planet GJ 876 f The Extrasolar Planet Encyclopaedia http://exoplanet.eu/[...]
[14] 웹사이트 Planet GJ 876 g The Extrasolar Planet Encyclopaedia http://exoplanet.eu/[...]
[15] 웹사이트 PLANET HOST OVERVIEW PAGE - GJ 876 http://exoplanetarch[...] 2016-03-25
[16] 논문 A Dedicated M Dwarf Planet Search Using The Hobby-Eberly Telescope
[17] 논문 The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A Uranus-mass Fourth Planet for GJ 876 in an Extrasolar Laplace Configuration
[18] 웹인용 HIP 113020 http://vizier.u-stra[...] ESA 2006-08-04
[19] 저널 지구 근처 M4형 적색 왜성 글리제 876의 행성 동반체 http://cdsads.u-stra[...]
[20] 저널 태양에서 25파섹 내 별들의 적외선 광량 추정치 http://adsabs.harvar[...]
[21] 저널 스펙트럼 합성을 통한 M형 적색 왜성 행성의 중원소 함량 http://adsabs.harvar[...]
[22] 저널 외계 행성을 거느리는 항성들의 나이에 대해 http://cdsads.u-stra[...]
[23] 웹인용 물병자리 IL http://vizier.u-stra[...] 2006-08-04
[24] 저널 표면이 얼룩진 플레어 별 용자리 BY, 에리다누스자리 CC : 천체물리학적 암시를 주는 모형 http://adsabs.harvar[...]
[25] 저널 M4형 왜성 글리제 876을 도는, 지구에서 가장 가까운 외계 행성 http://cdsads.u-stra[...]
[26] 저널 근지구 외계 행성 목록
[27] 저널 글리제 876 주위를 도는, 궤도공명을 일으키는 한 쌍의 행성들 http://cdsads.u-stra[...]
[28] 저널 글리제 876 주위를 도는 행성들의 운동학적 모형 http://adsabs.harvar[...]
[29] 저널 글리제 876을 도는 목성질량 7.5배의 행성 http://cdsads.u-stra[...]
[30] 저널 허블 우주 망원경의 파인 가이던스 감지기 3과 초정밀 시선속도 관측기로 잰, 글리제 876b의 질량 http://cdsads.u-stra[...]
[31] 저널 글리제 876 주위를 도는 행성들의 일면통과 관측에 대하여 http://schwab.tsuniv[...] 2008-05-05
[32] 저널 알려진 외계 행성계 내 생명체가 살 수 있는 '지구'에 대한 가망성 http://cdsads.u-stra[...]
[33] 저널 M형 왜성 주위를 도는, 궤도동기화가 이루어진 행성의 대기 시뮬레이션 : 대기 응축 조건 및 생물 거주 가능성의 암시 http://www.sciencedi[...]


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