랄랑드 21185
1. 개요
랄랑드 21185는 1801년 제롬 랄랑드에 의해 발견된 적색왜성으로, M형 주계열성이다. 태양 질량의 약 46%이며, 금속함량은 태양의 약 63% 수준이다. 랄랑드 21185는 용자리 BY형 변광성이며, 여러 행성계 존재에 대한 주장이 있었으나, 현재 3개의 행성이 확인되었다. 이 중 b는 12.95일 주기로 항성을 공전하며, c는 약 3190일, d는 215일 주기로 공전한다.
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| 별자리 | 큰곰자리 |
|---|---|
| 겉보기 등급 | 7.520 |
| B 등급 | 8.960 ± 0.007 |
| V 등급 | 7.520 ± 0.009 |
| R 등급 | ~6.6 |
| I 등급 | ~5.8 |
| J 등급 | 4.203 ±0.242 |
| H 등급 | 3.640 ±0.202 |
| K 등급 | 3.254 ±0.306 |
| B-V 색 지수 | +1.444 |
| U-B 색 지수 | +1.074 |
| 변광성 유형 | BY |
| 시선 속도 | -85.11 ± 0.13 |
|---|---|
| 고유 운동 (적경) | −580.057 |
| 고유 운동 (적위) | −4776.589 |
| 연주 시차 | 392.7529 ± 0.0321 |
| 절대 등급 | 10.48 |
| 분광형 | M2V |
|---|---|
| 질량 | 0.389 ± 0.008 M☉ |
| 반지름 | 0.392 ± 0.004 R☉ |
| 복사 광도 | 0.02194 ± 0.00021 L☉ |
| 가시 광도 | 0.0055 L☉ |
| 표면 온도 | 3,601 ± 51 K |
| 금속 함량 | -0.09 ± 0.16 |
| 나이 | 50억 ~ 100억 년 |
| 기타 명칭 | HD 95735 BD +36°2147 Gl 119-052 GCTP 2576 GJ 411 LHS 37 Vys 594 SAO 62377 LTT 12960 LFT 756 HIP 95735 LCC 0060 |
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| 참고 | 가까운 별 |
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가설상의 행성계 -
베가
베가는 거문고자리에서 가장 밝고 밤하늘에서 다섯 번째로 밝은 푸른색 주계열성으로, 태양보다 질량과 밝기가 훨씬 크며, 빠르게 자전하는 특징과 별 주위의 먼지 원반, 그리고 동아시아의 직녀성으로 알려져 있다. -
가설상의 행성계 -
아르크투루스
아르크투루스는 분광형 K1.5IIIpe의 오렌지색 거성으로, 지구에서 가까운 1등성 중 하나이며 태양계에 접근하고, 52개의 별들과 함께 이동하는 것으로 추정된다. -
용자리 BY형 변광성 -
백조자리 61
백조자리 61은 11.36광년 거리에 있는, 큰 고유 운동과 시차 측정으로 유명한 '베셀의 별'이라고도 불리는 K형 주계열성 쌍성계이다. -
용자리 BY형 변광성 -
글리제 581
글리제 581은 지구에서 20.3 광년 떨어진 적색 왜성으로, 최소 6개의 행성을 거느린 행성계이며, 한때 글리제 581c가 생명체 거주 가능 영역에 위치해 주목받았고, 외계 지적 생명체 탐사 대상으로 2012년에는 거대한 파편 원반이 발견되었다. -
국부 거품 -
백조자리 61
백조자리 61은 11.36광년 거리에 있는, 큰 고유 운동과 시차 측정으로 유명한 '베셀의 별'이라고도 불리는 K형 주계열성 쌍성계이다. -
국부 거품 -
스트루베 2398
스트루베 2398은 HD 173739(스트루베 2398 A, 글리제 725 A)와 HD 173740(스트루베 2398 B, 글리제 725 B)로 이루어진 이중성계입니다.
2. 관측 역사
1801년 프랑스 파리 천문대 소속의 제롬 랄랑드는 랄랑드 21185의 천구좌표를 성표 Histoire Céleste Française(→프랑스 천체 목록)에 최초로 수록했다. 그는 관측된 항성들 대다수에 랄랑드 21185를 포함하여 순번을 매겼는데 이 체계는 프랜시스 베일리가 쓴 위 성표의 1847년 개정판에 소개되었다. 오늘날 이 별은 보편적으로 다른 몇몇 별들과 함께 랄랑드 성표 번호로 불리고 있다.
1857년 5월 프리드리히 빌헬름 아르겔란더는 이 별이 높은 고유 운동 값을 갖고 있음을 발견했다. 따라서 랄랑드 21185는 종종 '아르겔란더의 두 번째 별'로 불리기도 한다. ('첫 번째 별'은 그룸브리지 1830으로 아르겔란더가 1842년 발견했으며 역시 고유운동 값이 크다.)
1857년부터 1858년에 걸친 관측을 통해 프리드리히 아우구스트 테오도어 비네케는 이 항성의 시차가 0.511 초각임을 최초로 측정했고 이로부터 이 별과 태양 사이 거리가 센타우루스자리 알파 항성계 다음으로 가까움도 처음 알아냈다. 이후 20세기 초 천체사진술을 이용하여 랄랑드 21185의 거리가 최초 추정치보다 더 멀고, 어두운 적색왜성 볼프 359와 바너드별이 랄랑드 21185보다 지구와 더 가깝다는 사실을 밝혀냈다.
3. 항성 특성
랄랑드 21185는 전형적인 분광형 M의 주계열성(적색왜성)으로, 질량은 태양의 약 46%이고, 표면 온도는 3,828,000,000이다. 이 별은 본질적으로 어두워 절대등급은 10.48에 불과하며 에너지 대부분을 적외선 영역에서 방출한다. 금속함량은 태양의 약 63% 수준이다. 이 상대적으로 작은 항성의 표면 중력(log g = 4.8 cgs)은 지구 표면의 약 65배에 이르며, 이는 태양 표면 중력의 두 배가 넘는 값이다.
랄랑드 21185는 변광성 일반 목록에 용자리 BY형 변광성으로 등재되어 있으며, 변광성 기호는 NSV 18593이다. SIMBAD를 포함한 여러 성표들 역시 이 별을 섬광성으로 정의하지만, 이 성표들이 모두 사용하는 주요 참조문헌은 랄랑드 21185를 섬광성으로 보지 않는다. 상기 문헌에서의 관측 결과에 따르면 랄랑드 21185는 다른 섬광성들과 비교할 때 상당히 조용한 편이다. 랄랑드 21185는 엑스선을 방출한다.
4. 행성계
랄랑드 21185는 현재까지 최소 두 개의 외계 행성이 확인된 행성계이다.
1996년 조지 게이트우드는 측성학적 방법을 통해 랄랑드 21185를 도는 행성 여러 개를 발견했다고 발표했으나, 후속 연구에서 검증되지 않았다.
2017년 마우나케아 소재 W. M. 켁 천문대의 HIRES 시스템이 수집한 데이터로부터 랄랑드 21185 b가 발견되었고, 이후 추가적인 연구를 통해 랄랑드 21185를 공전하는 행성들의 존재가 확인되었다.
이 별의 생명체 거주가능 영역은 0.11–0.24 AU의 반경에 위치하며, 행성 b의 평형 온도는 370.1 K이다.
4.1. 랄랑드 21185 b
2017년 W. M. 켁 천문대의 HIRES 시스템 데이터를 통해 발견된 행성 후보이다. 공전 주기는 약 12.95일, 최소 질량은 지구의 약 2.99배이다. 궤도는 타원형이며, 항성에 매우 가까워 생명체 거주가능 영역에는 속하지 않는다.
SOPHIE 에셸 분광기를 이용한 추가 연구에서 9.8693일 주기는 발견되지 않았지만, 12.95일 주기의 행성 존재 가능성이 제기되었다. 12.95일 주기의 행성은 2020년 CARMENES 프로젝트에 의해 확인되었다. 이 행성이 항성으로부터 받는 복사 플럭스는 지구가 태양으로부터 받는 플럭스의 5.3배로 추정된다.
4.2. 랄랑드 21185 c
2021년, The California Legacy Survey는 랄랑드 21185를 공전하는 두 번째 행성 [[랄랑드 21185 c]]를 발견했다. 랄랑드 21185 c의 공전 주기는 약 3190일이며, 주성으로부터 약 3.1 AU 떨어져 있다.
4.4. 과거의 행성 존재 주장
1951년 네덜란드 천문학자 페터르 판더캄프와 그의 제자 사라 레이 리핑콧은 스와스모어 칼리지 스프롤 천문대의 24인치 반사망원경으로 촬영한 사진건판들을 이용하여 위치천문학적 방법으로 랄랑드 21185에 행성계가 있다고 주장했다. 1960년 리핑콧은 매개변수들만 수정하여 1951년의 주장을 반복했다. 판더캄프는 같은 천문대에서 찍은 사진건판들을 이용하여 바너드별에 행성계가 존재한다고 주장했는데, 이 사진건판들은 스프롤 24인치 반사망원경으로 만들어 낸 것으로, 나중에 잘못된 것으로 밝혀졌다. 1974년 앨러게니 천문대의 조지 게이트우드는 측성 수치들을 통해 판더캄프와 리핑콧의 주장을 반박하였다.
1996년 조지 게이트우드는 미국 천문학 협회 회의와 언론에서 측성학적 방법으로 랄랑드 21185를 도는 행성 여러 개를 발견했다고 발표했다. 게이트우드는 수 년에 걸쳐 항성을 정교하게 관측한 뒤, 랄랑드 21185의 위치 변화는 하나 혹은 그 이상의 동반 천체로 인해 생기는 반사적인 공전 운동이라는 가설을 논문으로 발표했다. 그는 동반천체들이 적색왜성으로부터 0.8 초각 이상 떨어져 있을 것이라고 주장했다. 하지만 게이트우드가 이전에 발표한 논문 및 다른 천문학자들의 후속 논문들(코로나그래프와 멀티필터 기법으로 항성의 산란광 효과를 감소시킴)에 따르면 항성의 동반 천체는 발견되지 않았기 때문에 게이트우드의 주장은 아직까지 검증되지 않았다.
4.5. 행성 질량 상한선
이 항성의 시선속도는 매우 일정해서 행성 사냥꾼 제프리 마시는 랄랑드 21185를 적색왜성의 안정성 단계들 중 '평범함'의 완벽한 예시로 취급하고 있다. 이런 부정적인 결과들과 기타 연구들이 랄랑드 21185에 행성계가 존재할 가능성을 전적으로 차단하는 것은 아니지만, 존재 가능한 행성의 질량에 상한선을 설정한다.
랄랑드 21185의 생명체 거주가능 영역(지구 비슷한 행성에 액체 물이 존재할 수 있는 위치)은 0.11 ~ 0.24 천문단위 영역에 걸쳐 형성된다. 여기에서 1 천문단위는 지구로부터 태양까지의 평균 거리이다.