큰곰자리 47 b

1. 개요

큰곰자리 47 b는 큰곰자리 47을 공전하는 외계 행성으로, 1996년에 발견되었다. 시선 속도법을 사용하여 발견되었으며, 항성으로부터 2.14 천문 단위 거리에 위치하며 1095일의 공전 주기를 가진다. 질량은 목성의 2.62배 이상으로 추정되나, 궤도 경사각에 따라 실제 질량은 달라질 수 있다. 큰곰자리 47 b는 가스 행성으로 추정되며, 생명체 거주 가능 영역 밖에 위치해 생명체 존재 가능성은 낮지만, 위성이 존재할 경우 생명체가 존재할 가능성도 제기되고 있다.

2. 발견

큰곰자리 47 b는 항성의 시선 속도 변화를 관측하여 발견한 외계 행성이다. 페가수스자리 51 b를 발견한 제프리 마시와 R. 폴 버틀러는 외계 행성을 계속 탐색했고, 그 결과 큰곰자리 47 b와 처녀자리 70 b를 발견했다. 큰곰자리 47 b는 1996년에 발견 사실이 발표되었다.

2.1. 발견 과정

큰곰자리 47 b는 행성의 중력이 어머니 항성 큰곰자리 47의 시선 속도에 영향을 주는 현상을 통해 발견되었다. 페가수스자리 51 b를 발견한 제프리 마시와 R. 폴 버틀러는 이후 다른 외계 행성들을 계속 탐색했으며 그 결과 또 다른 두 개의 천체(큰곰자리 47 b와 처녀자리 70 b)를 찾아냈다. 1996년 1월 큰곰자리 47 b의 발견 사실이 공식 발표되었다.

2.2. 이름의 유래

국제 천문 연맹은 2014년에 특정 외계 행성과 모항성에 고유한 이름을 부여하는 절차인 NameExoWorlds를 시작했다. 이 절차에는 새로운 이름에 대한 대중의 지명과 투표가 포함되었다. 2015년 12월, 국제 천문 연맹은 이 행성의 이름이 타파오 통(ตะเภาทอง^태국어)으로 결정되었다고 발표했다. 이 이름은 태국의 태국 천문학회에서 제출한 것이다. 타파오 통은 태국 민속 설화에 등장하는 두 자매 중 한 명의 이름이다.

3. 궤도와 질량

큰곰자리 47 b는 항성으로부터 약 2.14 AU 떨어진 거리에서 1095일(약 3년) 주기로 공전하며, 이심률은 낮아 비교적 원형에 가까운 궤도를 가진다. b는 주계열성을 도는 행성들 중 최초로 발견된 장주기 행성이다.

b의 최소 질량은 목성의 2.62배이다. 시선 속도법의 약점은 관측 대상의 최소 질량만을 알 수 있다는 것이다. 히파르코스 위성 관측으로는 b의 궤도경사각이 천구면에 대해 63.1도 기울어져 있어, 실제 질량은 최소 질량보다 12% 더 무거울 것으로 추정했으나, 이후 연구에서 히파르코스 위성의 자료값은 부정확한 것으로 밝혀져, b의 실제 질량은 아직 확실하게 밝혀지지 않았다.

3.1. 궤도 특징

3.2. 질량 측정

큰곰자리 47 b의 최소 질량은 목성의 2.62배이다. 이 행성을 발견할 때 사용한 시선 속도법은 천체의 최소 질량만을 알 수 있다는 약점이 있다. 따라서 행성의 궤도경사각이 밝혀질 경우 실제 질량은 최소 질량보다 더 커질 가능성이 높다. 히파르코스 위성 관측에 따르면 큰곰자리 47 b의 궤도경사각은 천구면에 대해 63.1도였으며, 이 자료가 사실이라면 실제 질량은 최소 질량보다 12% 더 무거울 것이다. 그러나 이후 연구에서 히파르코스 위성의 자료값은 부정확한 것으로 밝혀져, b의 실제 질량은 아직 확실히 밝혀지지 않았다.

4. 물리적 특징

큰곰자리 47 b는 질량으로 보아 표면이 단단하지 않은 가스 행성으로 추정된다. 이 행성은 간접적인 방법으로만 발견되었기 때문에 반지름, 조성, 유효 온도 등은 정확히 알 수 없다. 다만 질량을 고려할 때, 목성과 비슷한 크기로 가정하면 지구보다 6~8배 강한 중력을 가질 것으로 예상된다.

4.1. 대기 조성

큰곰자리 47 b는 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 것으로 보인다. 이 행성은 간접적인 방법으로 발견되었기 때문에 반지름, 조성물, 유효 온도 등을 정확히 알 수 없다. 다만 질량으로 미루어 보아, 이 행성의 환경이 목성과 비슷하여 화학적으로 평형 상태에 있다고 가정할 경우, 상층 대기에는 암모니아 구름 대신 물의 구름이 떠 있을 것이다.

4.2. 중력

큰곰자리 47 b는 질량으로 보아 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 가능성이 높다. 이 행성은 간접적인 방법으로 발견되었기 때문에 반지름, 조성, 유효 온도 등을 정확히 알 수 없다. 다만 질량으로 미루어 보아, 이 행성의 표면 중력은 지구의 6~8배에 달할 것으로 예상된다. 목성과 비슷한 환경을 가정하면, 상층 대기에는 암모니아 구름 대신 물 구름이 떠 있을 것으로 보인다.

5. 생명체 존재 가능성

큰곰자리 47 b는 항성의 생명체 거주가능 영역(생물권) 바깥에 위치하여, 직접적인 생명체 존재 가능성은 낮다. 이 행성은 질량으로 보아 딱딱한 표면이 없는 가스 행성으로 추정되며, 간접적인 방법으로 발견되었기 때문에 반지름, 조성물, 유효 온도 등은 정확히 알 수 없다. 다만 질량을 바탕으로 목성과 비슷하다고 가정하면, 지구보다 6~8배 강한 중력을 느낄 수 있을 것이다. 또한 목성과 유사한 환경이라면 상층 대기에 물의 구름이 존재할 것으로 예상된다.(목성은 암모니아 구름이 존재한다)

5.1. 주변 행성에 미치는 영향

큰곰자리 47 b는 생명체 거주가능 영역(생물권) 바깥에 있지만, 큰 질량 때문에 자신보다 바깥 궤도를 돌고 있는 행성들의 공전 궤도를 망가뜨렸을 것이다. 또한, 자신보다 안쪽을 돌 수 있었던 지구형 행성이 생겨나지 못하게 방해했을 것이며, 미행성들을 중력으로 끌어당겨 내행성계에 물이 공급되는 경로를 막았으리라 본다. 따라서 큰곰자리 47 행성계의 생물권 내에 지구와 같은 암석 행성이 있다고 하더라도, 그 크기는 작고 표면은 건조할 것이다.

5.2. 위성의 생명체 존재 가능성

큰곰자리 47 b를 도는 질량이 큰 위성이 있다면, 모행성의 조석 작용, 빛 반사, 적외선 방출 등의 영향으로 b가 생명체 거주가능 영역(생물권) 밖에 있음에도 불구하고 위성에 생명체가 살 수 있는 환경이 만들어질 가능성이 제기되어 왔다.