케플러-10c

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1. 개요
2. 발견 및 확인
3. 모항성
- 3.1. 물리적 특징
- 3.2. 항성 활동 및 행성계에 미치는 영향
4. 행성의 특징
5. 한국과의 관련성
- 5.1. 한국 천문학 연구와의 연관성
6. 추가 연구 과제
참조

1. 개요

케플러-10c는 지구로부터 608 광년 떨어진 G형 별 케플러-10을 공전하는 외계 행성이다. 2011년 발견 당시 지구 질량의 15~19배로 추정되었으나, 이후 연구를 통해 약 7.37 지구 질량으로 밝혀졌다. 케플러-10c는 45.29485일 주기로 모항성을 공전하며, 궤도 경사각은 89.65º로 모항성 앞을 지나가는 통과 현상이 관측된다.

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케플러-10c
기본 정보
케플러-10c와 지구, 해왕성의 크기 비교
명칭	케플러-10c
별자리	용자리
천체 분류	태양계 외 행성(암석 행성)
발견
발견일	2011년 5월 23일 (발표), 2011년 10월 10일 (확정 발표)
발견자	Francois Fressin 등
발견 방법	통과 방법(케플러 우주 망원경)
상태	발표됨
궤도 정보
궤도 장반경	0.2407 ± 0.0044/0.0053 천문 단위
공전 주기	45.29485 ± 0.00065/0.00076 일
궤도 이심률	0.025 ± 0.027/0.025
궤도 경사	89.65 ± 0.09/0.12 °
통과 시각	BJD 2454971.6761 ± 0.0020/0.0023
준진폭	1.41 ± 0.25/0.23 m/s
모항성	케플러-10
위치 정보
기준점	J2000.0
거리	564 ± 88 광년 (173 ± 27 pc)
물리적 특징
질량	7.37 ± 1.32/1.19 지구 질량
반지름	2.227 ± 0.052/0.057 지구 반지름 또는 2.35 ± 0.09/0.04 지구 반지름
밀도	3.14 ± 0.63/0.55 g/cm³
표면 온도	485 K 또는 평형 온도 (Teq): 584 ± 54/17 K
기타 명칭
다른 이름	KOI-72c, KOI-72.02, KIC 11904151c, GSC 03549-00354c, 2MASS J19024305+5014286c

2. 발견 및 확인

2011년 1월, 케플러-10의 궤도에서 케플러-10b가 통과 현상과 케플러-10의 스펙트럼에서 감지된 시선 속도 효과를 통해 확인되었다. 케플러-10의 스펙트럼에서는 추가적인 장기간의 어두워짐이 감지되어 두 번째 행성인 케플러-10c(당시 KOI 072.02)의 존재 가능성이 제기되었지만, 이 신호가 다른 원인에 의한 가짜 양성일 가능성도 남아있었다. 시선 속도 효과 측정이 실패했기 때문에, 가짜 양성 시나리오를 배제하기 위해 BLENDER라는 기술이 사용되었다.

BLENDER 사용은 스피처 우주 망원경의 IRAC 카메라에 의해 보완되었고, 2010년 8월 30일부터 11월 15일까지 케플러-10c로 보이는 천체의 통과 시점에서의 케플러 10의 광도 곡선을 더욱 정확하게 하였다. 트랜짓을 일으키는 천체는 항성 특유의 색을 발하지 않는 천체이며, 행성임이 시사되었다. 또한, 케플러의 가시광선 관측과 스피처의 적외선 관측을 비교해도 트랜짓 징후에 차이가 없었기 때문에 이 행성의 존재는 확인되었다. 만약 케플러 10과 천구상에서 같은 위치에 있는 항성에 의한 다른 트랜짓 징후라면 케플러 10c의 존재는 부정되지만, 다른 항성이라면 다른 트랜짓 징후가 일어나기 때문에 99.998% 케플러 10c라고 생각된다.

W. M. 켁 천문대에 의해 얻어진 스펙트럼과 복수의 관측에서는 부근의 항성의 영향일 가능성을 배제하고, 천문학자들이 납득할 수 있는 결과를 내는 것을 시도했다. 그 결과 실질적으로는 케플러 10과 지구와 일직선상에 있는 항성의 영향일 가능성은 배제되었지만, 만약 이러한 경우가 있었다면 그 항성이 거성이 아님을 알았다.

천문학자들은 이 행성의 존재에 대한 확신을 높이는 방법으로 케플러 10c를 발견할 수 있었다. 과거 KOI-072.02라고 불렸던 이름은 케플러 10c로 개명되었다. 이 발견은 2011년 5월 23일에 미국 천문학회에서 공표되었다.

케플러 10c는 케플러의 관측 대상 천체 중에서 광도 곡선의 하락이 작기 때문에 그 검출에 스피처 우주 망원경이 사용된 첫 번째 천체이다. 발견 당시에는 스피처 우주 망원경이 아니면 해석을 수행할 수 없었다. 또한, 이 행성은 통계적으로 발견된 세 번째 외계 행성이며, 케플러 9d, 케플러 11g에 이어 발견되었다.

2. 1. 초기 관측 및 가설

2011년 1월, 케플러-10의 궤도에서 케플러-10b가 통과 현상과 케플러-10의 스펙트럼에서 감지된 시선 속도 효과를 통해 확인되었다. 케플러-10의 스펙트럼에서는 추가적인 장기간의 어두워짐이 감지되어 두 번째 행성인 케플러-10c(당시 KOI 072.02)의 존재 가능성이 제기되었지만, 이 신호가 다른 원인에 의한 가짜 양성일 가능성도 남아있었다. 시선 속도 효과 측정이 실패했기 때문에, 가짜 양성 시나리오를 배제하기 위해 BLENDER라는 기술이 사용되었다.

BLENDER의 적용은 스피처 우주 망원경의 IRAC 기기 사용으로 보완되었으며, 2010년 8월 30일과 11월 15일에 KOI 072.02가 통과하는 것으로 보이는 지점에서 케플러-10의 광도 곡선을 더 자세히 정의하는 데 사용되었다. 통과하는 물체가 별의 특징인 색상을 생성하지 않는다는 사실과, 적외선과 가시광선에서 별의 광도 곡선을 비교했을 때 통과 신호에 차이가 없다는 사실이 밝혀지면서 KOI 072.02가 행성임을 더욱 시사했다.

WIYN 천문대의 3.5m 망원경, 팔로마 천문대의 5m 망원경에 장착된 PHARO 카메라, W.M. 켁 천문대의 관측을 통해 인접 별의 빛이 케플러-10의 관측된 스펙트럼을 손상시킬 가능성이 배제되었다. 케플러-10 뒤 또는 앞에 정확히 그런 별이 존재하는 경우를 제외하고는, 케플러 팀은 그러한 별이 거성이 아닐 것이라고 결론지었다.

케플러 팀은 BLENDER를 사용하여 형성된 모델을 케플러 위성이 수집한 광도측정 관측과 비교하여 다중성계의 대부분의 대안을 배제했다. 계층적 삼중성을 나타내는 모든 모델은 케플러-10의 광도 곡선과 유사할 수 있지만, 후속 관측을 통해 모두 감지되었을 것이라고 결정했다. 남은 유일한 가능성은 곡선이 배경 별의 간섭으로 인한 것인지, 아니면 실제로 통과 행성의 궤도로 인한 것인지 결정하는 것이었다.

KOI 072.02는 케플러의 시야에 있는 다른 1235개의 케플러 관심 대상과 비교되었고, 천문학자들은 높은 수준의 확신을 가지고 행성으로 확인하는 모델을 사용했다. 이후 KOI 072.02는 케플러-10c로 이름이 변경되었다. 이 행성의 확인은 2011년 5월 23일 미국 천문학회의 보스턴 회의에서 발표되었다. 케플러-10c는 광도 곡선에서 얕은 통과 강하를 감지하기 위해 스피처를 사용하여 관측된 최초의 케플러 대상이었으며, 스피처는 케플러 데이터에서 얕은 통과를 감지할 수 있는 유일한 시설이었다. 또한 이 행성은 케플러-9d와 케플러-11g 행성에 이어 통계적 데이터 분석을 통해 검증된 세 번째 통과 행성이었다. 케플러 팀은 케플러의 시야에 있는 행성의 상당 부분이 이러한 통계적 방식으로 확인될 것이라고 예측했다.

2. 2. BLENDER 기술 및 스피처 우주 망원경 관측

2011년 1월, 케플러-10b가 통과 현상과 시선 속도 효과를 통해 확인된 후, 케플러-10의 스펙트럼에서 추가적인 어두워짐이 감지되어 두 번째 행성인 케플러-10c의 존재 가능성이 제기되었다. 그러나 이 신호가 다른 원인에 의한 가짜 양성일 가능성도 배제할 수 없었다. 시선 속도 측정을 통한 확인이 실패하자, 케플러 팀은 가짜 양성 시나리오를 배제하기 위해 BLENDER 기술을 사용했다.

BLENDER의 적용은 스피처 우주 망원경의 IRAC 기기 사용으로 보완되었다. 2010년 8월 30일과 11월 15일, 스피처 망원경의 관측을 통해 케플러-10의 광도 곡선을 더 자세히 정의했다. 통과하는 물체가 별의 특징인 색상을 생성하지 않는다는 사실이 밝혀졌고, 이는 KOI 072.02(케플러-10c)가 행성임을 더욱 시사했다. IRAC 기기는 적외선과 가시광선에서 별의 광도 곡선을 비교했을 때 통과 신호에 차이가 없다는 것을 발견하여, 케플러-10과 정렬된 별에 의한 신호 왜곡 가능성을 배제했다.

WIYN 천문대의 3.5m 망원경을 이용한 스페클 영상 관측(2010년 6월 18일)과 팔로마 천문대의 5m 망원경에 장착된 PHARO 카메라를 이용한 적응 광학 관측이 수행되었다. 이러한 관측들은 W.M. 켁 천문대에서 촬영한 케플러-10의 스펙트럼 관측과 결합되어, 인접 별의 빛이 케플러-10의 관측된 스펙트럼을 손상시킬 가능성을 배제했다. 케플러 팀은 케플러-10 뒤 또는 앞에 정확히 그런 별이 존재하는 경우를 제외하고 이 모든 가능성을 효과적으로 배제했으며, 그러한 별이 존재하더라도 거성이 아닐 것이라고 결론지었다.

케플러 팀은 BLENDER를 사용하여 형성된 모델을 케플러 위성이 수집한 광도측정 관측과 비교하여 다중성계의 대부분 대안을 배제했다. 계층적 삼중성을 나타내는 모든 모델이 케플러-10의 광도 곡선과 유사할 수 있지만, 앞서 언급한 후속 관측을 통해 모두 감지되었을 것이라고 결정했다. 남은 가능성은 곡선이 배경 별의 간섭으로 인한 것인지, 아니면 실제로 통과 행성의 궤도로 인한 것인지 결정하는 것이었다.

KOI 072.02를 케플러의 시야에 있는 다른 1235개의 케플러 관심 대상과 비교하여, 천문학자들은 KOI 072.02를 높은 수준의 확신을 가지고 행성으로 확인했다. 이후 KOI 072.02는 케플러-10c로 명명되었다. 이 행성의 확인은 2011년 5월 23일 미국 천문학회의 보스턴 회의에서 발표되었다.

케플러-10c는 광도 곡선에서 얕은 통과 강하를 감지하기 위해 스피처를 사용하여 관측된 최초의 케플러 대상이었다. 케플러-10c가 발견되었을 때, 스피처는 데이터를 의미 있게 분석할 수 있는 범위까지 케플러 데이터에서 얕은 통과를 감지할 수 있는 유일한 시설이었다. 또한 이 행성은 케플러-9d와 케플러-11g 행성에 이어 통계적 데이터 분석을 통해 검증된 세 번째 통과 행성이었다. 케플러-10c의 확인 논문에서 케플러 팀은 케플러의 시야에 있는 행성의 상당 부분이 이러한 통계적 방식으로 확인될 것이라고 논의했다.

2. 3. 추가 관측 및 검증

2011년 1월, 근접 궤도 행성인 케플러-10b는 케플러-10의 궤도에서 그 통과 현상 (케플러-10 앞에서 가로지르며 주기적으로 어두워지는 현상)의 측정과 케플러-10의 스펙트럼에서 감지된 시선 속도 효과를 통해 확인되었다. 케플러-10의 스펙트럼에서 추가적으로 장기간의 어두워짐이 감지되어, 두 번째 행성이 시스템에 존재할 가능성이 제기되었지만, 이 신호가 다른 원인에 의한 것일 수도 있고, 통과 현상이 가짜 양성일 가능성도 남아있었다. 이 물체(당시 KOI 072.02로 명명)의 시선 속도 효과를 측정하려는 시도는 실패했다. 따라서 가짜 양성 시나리오를 배제하기 위해 케플러 팀은 BLENDER라는 기술을 사용했다.

BLENDER의 적용은 스피처 우주 망원경의 IRAC 기기의 사용으로 보완되었으며, 2010년 8월 30일과 11월 15일에 KOI 072.02가 통과하는 것으로 보이는 지점에서 케플러-10의 광도 곡선을 더 자세히 정의하는 데 사용되었다. 통과하는 물체가 별의 특징인 색상을 생성하지 않는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 KOI 072.02가 행성임을 더욱 시사했다. 또한, IRAC 기기는 적외선과 가시광선에서 별의 광도 곡선을 비교했을 때 통과 신호에 차이가 없다는 것을 발견했다. 케플러-10과 정렬된 별은 육안으로 유사하게 보일 수 있지만 적외선에서는 다르게 나타날 것이다.

WIYN 천문대의 3.5m 망원경은 2010년 6월 18일에 스페클 영상에 사용되었고, 팔로마 천문대의 5m 망원경에 장착된 PHARO 카메라는 적응 광학 기능을 위해 사용되었다. 이러한 관측은 W.M. 켁 천문대에서 촬영한 케플러-10의 스펙트럼 관측과 결합되어, 인접 별의 빛이 케플러-10의 관측된 스펙트럼을 손상시키고, 천문학자들이 두 번째 행성이 케플러-10의 궤도에 존재한다고 믿게 만든 결과를 생성할 가능성을 배제했다. 케플러-10 뒤 또는 앞에 정확히 그런 별이 존재하는 경우를 제외하고 이 모든 가능성이 효과적으로 배제되었다. 이 경우에도 케플러 팀은 지구에서 볼 때 케플러-10과 정렬된 별이 실제로 있다면, 그러한 별은 거성이 아닐 것이라고 결론지었다.

더 높은 수준의 확신을 얻은 케플러 팀은 BLENDER를 사용하여 형성된 모델을 케플러 위성이 수집한 광도측정 관측과 비교했다. BLENDER 기술을 통해 케플러 팀은 특히 다중성계의 대부분의 대안을 배제할 수 있었다. 그런 다음 BLENDER를 사용하여 계층적 삼중성 (단일 별과 이중 별 사이의 이진 시스템)을 나타내는 모든 모델이 케플러-10의 광도 곡선과 유사할 수 있지만, 앞서 언급한 후속 관측을 통해 이를 모두 감지했을 것이라고 결정했다. 계층적 삼중성을 배제한 후 남은 유일한 가능한 혼합은 곡선이 배경 별의 간섭으로 인한 것인지, 아니면 실제로 통과 행성의 궤도로 인한 것인지 결정하는 것이었다.

KOI 072.02를 케플러의 시야에 있는 다른 1235개의 케플러 관심 대상과 비교하여 천문학자들은 KOI 072.02를 높은 수준의 확신을 가지고 행성으로 확인하는 모델을 사용할 수 있었다. KOI 072.02는 이후 케플러-10c로 이름이 변경되었다. 이 행성의 확인은 2011년 5월 23일 미국 천문학회의 보스턴 회의에서 발표되었다.

케플러-10c는 광도 곡선에서 얕은 통과 강하를 감지하기 위해 스피처를 사용하여 관측된 최초의 케플러 대상이었다. 케플러-10c가 발견되었을 때, 스피처는 데이터를 의미 있게 분석할 수 있는 범위까지 케플러 데이터에서 얕은 통과를 감지할 수 있는 유일한 시설이었다. 또한 이 행성은 케플러-9d와 케플러-11g 행성에 이어 통계적 데이터 분석을 통해 검증된 세 번째 통과 행성이었다. 케플러-10c의 확인 논문에서 케플러 팀은 케플러의 시야에 있는 행성의 상당 부분이 이러한 통계적 방식으로 확인될 것이라고 논의했다.

2. 4. 최종 확인

2011년 1월, 케플러-10b는 케플러-10의 궤도에서 그 통과 현상과 케플러-10의 스펙트럼에서 감지된 시선 속도 효과를 통해 확인되었다. 케플러-10의 스펙트럼에서 추가적으로 장기간의 어두워짐이 감지되어, 두 번째 행성인 케플러-10c의 존재 가능성이 제기되었지만, 이 신호가 다른 원인에 의한 것일 수도 있는 가짜 양성일 가능성도 남아있었다. 가짜 양성 시나리오를 배제하기 위해 케플러 팀은 BLENDER라는 기술을 사용했다.

BLENDER의 적용은 스피처 우주 망원경의 IRAC 기기의 사용으로 보완되었으며, 이를 통해 케플러-10의 광도 곡선을 더 자세히 정의하는 데 사용되었다. 통과하는 물체가 별의 특징인 색상을 생성하지 않는다는 사실이 밝혀졌고, 적외선과 가시광선에서 별의 광도 곡선을 비교했을 때 통과 신호에 차이가 없다는 것이 발견되어 KOI 072.02(케플러-10c)가 행성임을 더욱 시사했다.

WIYN 천문대의 3.5m 망원경과 팔로마 천문대의 5m 망원경, W.M. 켁 천문대의 관측을 통해 인접 별의 빛이 케플러-10의 관측된 스펙트럼을 손상시킬 가능성을 배제했다. 케플러 팀은 케플러-10 뒤 또는 앞에 정확히 그런 별이 존재하는 경우를 제외하고, 그러한 별은 거성이 아닐 것이라고 결론지었다.

케플러 팀은 BLENDER를 사용하여 형성된 모델을 케플러 위성이 수집한 광도측정 관측과 비교하여 다중성계의 대부분의 대안을 배제할 수 있었다. 계층적 삼중성을 배제한 후 남은 유일한 가능한 혼합은 곡선이 배경 별의 간섭으로 인한 것인지, 아니면 실제로 통과 행성의 궤도로 인한 것인지 결정하는 것이었다.

KOI 072.02를 케플러의 시야에 있는 다른 1235개의 케플러 관심 대상과 비교하여 천문학자들은 KOI 072.02를 높은 수준의 확신을 가지고 행성으로 확인했다. KOI 072.02는 이후 케플러-10c로 이름이 변경되었다. 이 행성의 확인은 2011년 5월 23일 미국 천문학회의 보스턴 회의에서 발표되었다.

케플러-10c는 광도 곡선에서 얕은 통과 강하를 감지하기 위해 스피처를 사용하여 관측된 최초의 케플러 대상이었다. 케플러-10c가 발견되었을 때, 스피처는 데이터를 의미 있게 분석할 수 있는 범위까지 케플러 데이터에서 얕은 통과를 감지할 수 있는 유일한 시설이었다. 또한 이 행성은 케플러-9d와 케플러-11g 행성에 이어 통계적 데이터 분석을 통해 검증된 세 번째 통과 행성이었다.

3. 모항성

케플러-10은 지구로부터 187 파섹(608 광년) 떨어진 곳에 있는 분광형 G형 별이다. 케플러-10의 질량은 0.895 태양 질량이고, 태양 반지름은 1.056으로, 태양보다 약간 작지만 크기는 거의 같다.

유효 온도가 5627 K인 케플러-10은 태양보다 150 K 정도 차갑다. 또한 이 별은 금속 함량이 낮고 훨씬 더 오래되었다. 금속 함량은 [Fe/H] = −0.15로 측정되며, 이는 태양보다 철이 29% 적다는 것을 의미한다. 케플러-10의 측정된 나이는 약 106억 년이다.

케플러-10의 겉보기 등급은 11.2로, 이는 지구에서 육안으로는 볼 수 없다는 것을 의미한다.

3. 1. 물리적 특징

케플러-10은 지구로부터 187 파섹(608 광년) 떨어진 곳에 있는 분광형 G형 별이다. 케플러-10의 질량은 0.895 태양 질량이고, 태양 반지름은 1.056으로, 태양보다 약간 작지만 크기는 거의 같다.

유효 온도가 5627 K인 케플러-10은 태양보다 150K 정도 차갑다. 또한 이 별은 금속 함량이 낮고 훨씬 더 오래되었다. 금속 함량은 [Fe/H] = −0.15로 측정되며, 이는 태양보다 철이 29% 적다는 것을 의미한다. 케플러-10의 측정된 나이는 약 106억 년이다.

케플러-10의 겉보기 등급은 11.16(V) 또는 11.2로, 이는 지구에서 육안으로는 볼 수 없다는 것을 의미한다.

3. 2. 항성 활동 및 행성계에 미치는 영향

케플러-10은 지구로부터 187 파섹(608 광년) 떨어진 곳에 위치한 G형 별이다. 질량은 0.895 태양 질량, 반지름은 1.056 태양 반지름으로, 태양보다 약간 작지만 크기는 거의 같다.

유효 온도는 5627 K으로 태양보다 150K 정도 낮다. 금속 함량은 [Fe/H] = −0.15로 측정되며, 이는 태양보다 철이 29% 적다는 것을 의미한다. 케플러-10의 나이는 약 106억 년으로 추정된다.

케플러-10의 겉보기 등급은 11.2(11.16)로, 지구에서 육안으로는 볼 수 없다.

4. 행성의 특징

케플러-10c는 케플러-10의 알려진 두 행성 중 가장 바깥쪽에 위치하며, 0.2407 AU 거리에서 45.29485일마다 별을 한 바퀴 공전한다. 안쪽 행성인 케플러-10b는 암석 행성으로 약 0.8일마다 0.01684 AU 거리에서 공전한다. 케플러-10c의 평형 온도는 584 K로 추정되며, 이는 목성의 거의 4배에 달한다. 이 행성의 궤도 경사각은 89.65º로, 지구와 케플러-10에 대해 거의 측면을 향하고 있다. 케플러-10c가 모항성 앞을 가로지를 때 통과 현상이 관찰되었다.

케플러-10c는 원래 15~19 지구 질량을 가진 것으로 생각되었다. 반지름이 지구의 단지 2.35 (2.31~2.44)배(따라서 부피는 지구의 12~15배)이므로, 가스 방출 또는 축적된 수소 함량이 높은 대기가 케플러-10 시스템의 106억 년 수명 동안 손실되었을 것이므로, 상당량의 수소 또는 헬륨 가스를 포함할 가능성은 낮았다. 대신, 조성은 주로 암석질이며, 질량 기준 5~20%의 물을 포함하는 것으로 여겨졌다. 이 물의 대부분은 고압 "고온 얼음" 형태로 존재할 것으로 생각되었다.^[2] 그러나 2017년 7월, HARPS-N 및 HIRES 데이터를 더 신중하게 분석한 결과, 케플러-10c는 원래 생각했던 것보다 훨씬 질량이 적고, 대신 약 7.37 지구 질량으로 평균 밀도는 3.14 g/cm³인 것으로 나타났다. 케플러-10c의 더 정확하게 결정된 질량은 주로 암석질 조성이 아니라, 거의 전적으로 휘발성 물질, 주로 물로 이루어진 세계임을 시사한다.^[1]

4. 1. 궤도 및 물리적 특성

케플러-10c는 케플러-10의 알려진 두 행성 중 가장 바깥쪽에 위치하며, 0.2407 AU 거리에서 45.29485일마다 별을 한 바퀴 공전한다. 안쪽 행성인 케플러-10b는 암석형 행성으로 약 0.8일마다 0.01684 AU 거리에서 공전한다. 케플러-10c의 평형 온도는 584 K로 추정되며, 이는 목성의 거의 4배에 달한다. 이 행성의 궤도 경사각은 89.65º로, 지구와 케플러-10에 대해 거의 측면을 향하고 있다. 케플러-10c가 모항성 앞을 가로지를 때 통과 현상이 관찰되었다.

케플러-10c는 발견 초기 지구 질량의 15~19배, 지구 반지름의 2.35배(부피는 지구의 12~15배)로 가스 방출이나 축적된 수소 함량이 높은 대기가 손실되었을 것이므로, 상당량의 수소 또는 헬륨 가스를 포함할 가능성은 낮았다. 대신, 주로 암석질이며, 질량 기준 5~20%의 물을 포함하는 것으로 여겨졌으며, 이 물의 대부분은 고압 "고온 얼음" 형태로 존재할 것으로 생각되었다.^[2] 그러나 2017년 HARPS-N 및 HIRES 데이터를 더 신중하게 분석한 결과, 케플러-10c는 질량이 지구의 약 7.37배, 평균 밀도는 3.14 g/cm³인 것으로 나타났다. 이는 케플러-10c가 주로 암석질 조성이 아니라, 거의 전적으로 휘발성 물질, 주로 물로 이루어진 세계임을 시사한다.^[1]

4. 2. 질량 및 조성 논란

케플러-10c는 케플러-10의 두 행성 중 바깥쪽에 위치하며, 0.2407 AU 거리에서 45.29485일마다 별을 공전한다. 안쪽 행성인 케플러-10b는 암석형 행성으로 약 0.8일마다 0.01684 AU 거리에서 공전한다. 케플러-10c의 평형 온도는 584 K로 추정되며, 궤도 경사각은 89.65º로 지구와 케플러-10에 대해 거의 측면을 향하고 있다. 케플러-10c가 모항성 앞을 가로지를 때 통과 현상이 관찰되었다.

케플러-10c는 발견 초기 지구 질량의 15~19배, 반지름은 지구의 2.35배(지구 부피의 12~15배)로, 상당량의 수소 또는 헬륨 가스를 포함할 가능성이 낮은 것으로 여겨졌다. 케플러-10 시스템의 106억 년 수명 동안 가스 방출이나 축적된 수소 함량이 손실되었을 것이기 때문이다. 대신, 주로 암석질이며 질량 기준 5~20%의 물을 포함하는 조성으로, 이 물의 대부분은 고압 "고온 얼음" 형태로 존재할 것으로 추정되었다.^[2]

그러나 2017년 7월, HARPS-N 및 HIRES 데이터를 분석한 결과, 케플러-10c의 질량은 약 7.37 지구 질량, 평균 밀도는 3.14 g/cm³인 것으로 나타났다. 이는 케플러-10c가 주로 암석질 조성이 아니라, 거의 전적으로 휘발성 물질, 주로 물로 이루어진 행성임을 시사한다.^[1]

4. 3. 대기 및 표면 환경

케플러-10c의 평형 온도는 584K로 추정되며, 이는 목성의 거의 4배에 달한다. 궤도 경사각은 89.65º로, 지구와 케플러-10에 대해 거의 측면을 향하고 있으며, 모항성 앞을 가로지를 때 통과 현상이 관찰되었다.

2011년 발견 당시 케플러-10c는 질량이 지구의 15~19배, 반지름이 지구의 2.31~2.44배인 외계 행성으로 여겨졌다. 이는 항성이 100억 년을 넘은 늙은 별이어서 그동안 수소나 헬륨 등의 대기를 잃었기 때문이다. 대신 암석으로 이루어진 행성으로 물이 질량의 5~20%를 차지한다고 생각되며, 이 물의 대부분은 고압의 얼음 형태일 것으로 추정된다.

그러나 2017년 7월, HARPS와 HIRES에 의한 관측에서 케플러-10c는 질량이 더 작아 지구의 7.37배 정도이고 밀도는 3.14 g/cm³ 정도라고 발표되었다. 이 질량을 취하는 경우 주로 암석이 아니라 물 등의 휘발성 물질로 이루어졌다고 생각된다.

5. 한국과의 관련성

5. 1. 한국 천문학 연구와의 연관성

6. 추가 연구 과제

참조

_[1] 간행물 Pinning down the mass of Kepler-10c: the importance of sampling and model comparison 2017-07
_[2] 웹사이트 Astronomers Confounded By Massive Rocky World http://www.jpl.nasa.[...] 2014-06-02
_[3] 뉴스 The mass of Kepler-10c revisited: Upping the radial velocities game https://astrobites.o[...] 2017-08-07

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