티가든의 별

1. 개요

티가든의 별은 2003년에 발견된 적색 왜성으로, 지구에서 약 12.5광년 떨어진 곳에 위치한다. NASA의 NEAT 데이터를 활용하여 보나드 J. 티가든 팀에 의해 발견되었으며, 발견 당시에는 태양계에서 3번째로 가까운 항성계로 추정되기도 했다. 티가든의 별은 태양 질량의 약 9%로 매우 작으며, 80억 년 이상 된 것으로 추정된다. 2019년에는 두 개의 외계 행성(b, c)이 발견되었고, 2024년에는 세 번째 행성(d)이 발견되었다.

2. 발견

2003년, 티가든의 별은 그 이전에 수집된 소행성 추적 데이터를 검토하면서 발견되었다. 이 데이터는 하와이 마우이에 있는 1미터 망원경 두 대를 사용한 근지구 소행성 추적(NEAT) 프로그램이 5년에 걸쳐 촬영한 광학 사진들로 구성된 디지털 아카이브였다. 이 별의 이름은 NASA 고더드 우주 비행 센터의 천체물리학자이자 연구팀 리더였던 본나드 J. 티가든(Bonnard J. Teegarden)의 이름을 따서 지어졌다.

천문학자들은 오랫동안 지구에서 20광년 이내에 아직 발견되지 않은 왜성들이 많을 것이라고 추측해 왔다. 항성종족 연구 결과, 지구 근처 왜성들의 수가 예상보다 적었고, 이는 이 별들이 광도가 낮아 발견하기 어렵기 때문이라고 생각했다. 티가든 연구진은 이전에 다른 목적으로 진행했던 여러 프로그램들이 수집한 방대한 광학 관측 데이터 세트에서 데이터 마이닝을 통해 이러한 숨겨진 어두운 별들을 찾을 수 있을 것이라고 생각했다. 연구진은 NEAT 소행성 추적 데이터 세트를 다시 검토하여 티가든의 별을 찾아냈으며, 이 별은 1951년 팔로마 전천탐사 때부터 사진건판에 계속 찍혀 있었다. 티가든의 별은 망원경으로 직접 관측하지 않고 발견되었으며, 발견 당시 연구진에 전문 천문학자들이 포함되어 있지 않았다는 점에서 의미가 있다.

발견 당시 티가든의 별은 태양계로부터 2.4~3.6±0.4 파섹(pc) 거리에 있는 것으로 추정되었다. 만약 가까운 값인 2.4pc(약 7.8광년)가 맞다면, 티가든의 별은 태양에서 세 번째로 가까운 항성계가 될 수 있었다. 그러나 최초의 연주시차 측정값에는 큰 오차가 있었기 때문에, 실제로는 더 멀리 있을 수 있다는 견해도 있었다.

2006년에는 더 정밀한 연주시차 측정 결과, 태양계에서 티가든의 별까지의 거리가 12.5광년이라는 연구 결과가 발표되었다. 이 거리를 기준으로 티가든의 별은 표준적인 주계열성 모델에 속하는 저질량 적색왜성으로 결론지어졌다. 2022년 공개된 가이아 계획의 연주시차 측정에 따르면, 티가든의 별과의 거리는 12.497 ± 0.004광년이다.

3. 특징

티가든의 별은 적색왜성으로 질량은 태양의 약 0.09배로 갈색왜성 질량의 상한선보다 약간 크다. 겉보기등급은 15.1, 절대등급은 17.22로 매우 어둡고, 에너지 대부분을 적외선 스펙트럼에서 방출한다.

연주시차 측정값은 초기에 0.43 ± 0.13 각초로 측정되어 거리가 7.50 광년으로 추정되었으나, 이후 2009년 조지 게이트우드가 0.2593 각초로 측정하여 거리가 12.578 광년으로 수정되었다.

2019년, 칼라알토 천문대의 CARMENES 프로젝트를 통해 b와 c 두 개의 외계 행성이 발견되었다. 이들은 각각 약 4.9일과 11.4일 주기로 주성을 공전하며, 생명체 거주 가능 구역 내에 위치한다. 2024년에는 d가 추가로 발견되었으며, 이 행성은 생명체 거주 가능 구역 바깥을 공전한다.

티가든의 별은 플레어가 거의 관측되지 않는 조용한 별로, 생명체가 진화하기에 유리한 환경으로 여겨진다. 두 행성은 짙은 대기를 가지고 있으며, 적어도 하나는 액체 상태의 물을 보유할 가능성이 높다.

4. 행성계

2012년에 발표된 ROPS 탐사 관측에서 티가든의 별의 시선 속도 변화가 나타났지만, 행성 존재를 입증하기에는 데이터가 부족했다.

2019년 6월, 칼라 알토 천문대 CARMENES 탐사 과학자들은 티가든의 별 생명체 거주가능 영역 안에 지구 질량과 비슷한 외계 행성 두 개가 존재한다는 증거를 발견했다고 발표했다. 티가든의 별 b는 생물권 안쪽에 위치하여 금성과 지구 사이 거리에 해당한다. 티가든의 별 c는 생물권 바깥쪽 경계에 걸쳐 있어 화성 궤도와 비슷하다.

Wandel 연구진은 티가든 b와 c 모두 짙은 대기를 가질 수 있어 최소 하나는 표면에 액체 물이 존재할 수 있다고 주장했다. 그러나 Rodriguez-Mozos 연구진은 항성풍으로 인해 티가든 b가 대기를 유지할 확률은 3%, c는 2%에 불과하다고 주장했다.

2024년 연구에서 기존 두 행성의 특징을 더 자세히 밝혀냈고, 공전 주기 26일, 지구 질량보다 약간 작은 최소 질량을 가진 세 번째 행성 티가든의 별 d를 발견했다. 이 행성은 생명체 거주가능 영역 밖에서 공전하며, 목성의 위성과 비슷한 온도를 가질 것이다. 또한 96일, 172일 주기의 시선 속도 신호 두 개가 추가로 발견되었는데, 96일 신호는 별의 자전, 172일 신호의 원인은 불확실하다.