HAT-P-11 b
1. 개요
HAT-P-11 b는 2010년 발견된 외계 행성으로, HATNet 프로젝트 팀에 의해 처음으로 식 현상이 감지되었다. 지상 기반 식 탐색으로 발견된 가장 작은 반경의 외계 행성 중 하나였으며, 2014년에는 해왕성형 외계 행성 중 처음으로 수증기 존재가 확인되었다. 2021년에는 외계 행성 중 최초로 자기권이 발견되었다. 이 행성은 핫 넵튠으로, 별의 자전에 대해 103° 기울어진 궤도를 가지며, 질량의 10%만이 수소와 헬륨으로 구성되어 있다.
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| 명칭 | HAT-P-11b / Kepler-3b |
|---|---|
| 별자리 | 백조자리 |
| 발견자 | Bakos 외 |
|---|---|
| 발견 장소 | 매사추세츠주케임브리지 |
| 발견일 | 2009년 1월 2일 |
| 발견 방법 | 통과 (HATNet) |
| 원점 | 천문단위 |
|---|---|
| 원일점 | 0.0637+0.0020−0.0019 AU |
| 근일점 | 0.0413+0.0018−0.0019 AU |
| 궤도 장반축 | 0.05254+0.00064−0.00066 AU |
| 궤도 이심률 | 0.218+0.034−0.031 |
| 공전 주기 | 4.887802443+0.000000034−0.000000030 일 |
| 궤도 경사 | 89.05+0.15−0.09 |
| 근점 통과 시간 | 2454957.15+0.17−0.20 |
| 근일점 인수 | 19+14−16 |
| 반진폭 | 10.42+0.64−0.66 |
| 모항성 | HAT-P-11 |
| 평균 반지름 | 4.36 ± 0.06 R⊕ |
|---|---|
| 질량 | 23.4 ± 1.5 M⊕ |
| 밀도 | 1440 |
| 표면 중력 | 1.20 g |
| 평형 온도 | 878 ± 15 K |
| 거리 | 123 |
|---|
| 다른 이름 | 케플러3b KOI-3 b KOI-3.01 KIC 10748390 b HIP 97657 b BD+47 2936 b TYC 3561-02092-1 b 2MASS J19505021+4804508 b WISE J195050.38+480453.5 b |
|---|
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뜨거운 해왕성 -
HD 69830 b
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뜨거운 해왕성 -
글리제 581 b
글리제 581 b는 2005년 발견된 외계 행성으로, 적색 왜성 글리제 581 주위를 공전하며, 최소 질량은 지구의 약 16배이고 5.4일 만에 항성을 공전하는 특징을 가진다. -
백조자리 -
백조자리 61
백조자리 61은 11.36광년 거리에 있는, 큰 고유 운동과 시차 측정으로 유명한 '베셀의 별'이라고도 불리는 K형 주계열성 쌍성계이다. -
백조자리 -
데네브
데네브는 백조자리의 알파별로, 아랍어로 꼬리를 뜻하며, 국제천문연맹에서 공식적으로 인정하는 별의 고유 명칭이며, 여름철 대삼각형을 이루는 청색 초거성으로 약 2,600광년 거리에 있고, 밝기가 변하며 수백만 년 안에 초신성 폭발을 일으킬 것으로 예상된다. -
2009년 발견한 외계 행성 -
WASP-19b
WASP-19b는 '뱅크시아'로 명명된 뜨거운 목성형 외계 행성으로, 모항성 '와틀'인 WASP-19를 공전하며, 목성과 비슷한 질량에 비해 큰 반경과 낮은 밀도를 가지고, 이산화 티타늄과 헤이즈가 있는 대기, 그리고 과거에 물이 감지되었으며, 조석력으로 인해 항성에 낙하할 것으로 예상된다. -
2009년 발견한 외계 행성 -
글리제 581 e
글리제 581 e는 2009년 미셸 마요르 연구진이 시선 속도법으로 발견한 글리제 581 항성계의 행성으로, 지구 질량의 약 1.9배이며 항성과의 매우 가까운 거리로 생명체 존재 가능성은 낮다.
2. 발견
HAT-P-11b는 HATNet 프로젝트 팀이 2004년과 2005년에 촬영한 이미지를 분석하여 처음 식 현상을 감지하였고, 이후 W. M. 켁 천문대의 시선 속도 측정을 통해 존재가 확인되었다. 발견 당시 이 행성은 지상 망원경을 이용한 식 탐색으로 발견된 외계 행성 중 가장 반지름이 작았으며, 케플러 우주선의 초기 관측 시야 내에 위치한 행성이기도 했다.
이 행성은 백조자리 방향으로 약 123 광년 거리에 있는 K형 주계열성 HAT-P-11 주위를 공전한다. 크기는 지구 반지름의 약 5배, 질량은 약 26 지구 질량으로 글리제 436 b보다 크다. 모항성과의 거리는 페가수스자리 51 b와 비슷하지만, 핫 넵튠으로서는 이례적으로 높은 0.198의 궤도 이심률을 가진다. 발견 과정에서 관측된 시선 속도의 선형적인 경향은 항성계 내 다른 행성의 존재 가능성을 시사했다.
2.1. 탐색 과정
HATNet 프로젝트 팀은 2004년과 2005년에 HAT-6 및 HAT-9 망원경으로 촬영한 11,470장의 이미지를 분석하여 처음으로 HAT-P-11b의 식 현상을 감지했다. 이후 W. M. 켁 천문대의 HIRES 시선 속도 분광기로 측정한 50개의 시선 속도 데이터를 통해 이 행성의 존재를 최종 확인했다.
HAT-P-11b는 발견 당시 지상 망원경을 이용한 식 탐색 방법으로 발견된 외계 행성 중 가장 반지름이 작은 행성이었다. 또한, 케플러 우주선의 초기 관측 시야 안에 있던, 이미 알려진 세 개의 식 현상 행성 중 하나이기도 했다.
한편, 관측된 시선 속도 데이터에서 선형적인 경향이 나타나 HAT-P-11 항성계에 또 다른 행성이 존재할 가능성이 제기되었다. 이 추가 행성은 2018년에 HAT-P-11c로 확인되었다.
2.2. 추가 관측
HAT-P-11b의 시선 속도 측정 데이터에서 선형적인 경향이 나타나, 이 항성계에 또 다른 행성이 존재할 가능성이 제기되었다. 이후 2018년, 추가 행성인 HAT-P-11c의 존재가 실제로 확인되었다.
2014년에는 NASA 등 공동 연구팀이 세 개의 다른 우주 망원경으로 얻은 관측 데이터를 종합적으로 분석하여, HAT-P-11b의 대기에서 수증기 분자를 검출하는 데 성공했다. 이는 해왕성 크기의 외계 행성 대기에서 수증기가 확인된 첫 사례였다.
2021년에는 허블 우주 망원경의 관측 데이터를 활용한 애리조나 대학교 연구팀의 분석을 통해, 외계 행성으로서는 최초로 자기권의 존재가 확인되었다.
2.3. 추가 행성
HAT-P-11b를 발견하는 과정에서 W. M. 켁 천문대의 HIRES 분광기로 측정한 시선 속도 데이터에 선형적인 경향이 나타났다. 이는 이 항성계에 또 다른 행성이 존재할 가능성을 시사하는 것이었다. 이후 2018년, 이 추가 행성인 HAT-P-11c의 존재가 확인되었다.
3. 물리적 특징
HAT-P-11 b는 지구 반지름의 약 5배 크기이며, 질량은 약 26 지구 질량으로 글리제 436 b보다 크다. 발견 당시에는 통과 방법으로 발견된 가장 작은 외계 행성이었다.
3.1. 궤도
이 행성은 중심별 HAT-P-11 주위를 디미디움이 헬베티오스로부터 떨어진 거리와 거의 비슷한 거리에서 공전한다. 이는 통과 행성의 전형적인 특징이다. 하지만 이 행성의 궤도 이심률은 약 0.198로, 핫 넵튠으로서는 이례적으로 크다. 또한 HAT-P-11b의 궤도는 중심별의 자전축에 대해 약 103° 기울어져 있어 매우 큰 궤도 경사를 가진다.
이 행성계의 시선 속도는 아직 정확히 측정되지 않았는데, 이는 아직 발견되지 않은 다른 행성의 영향 때문일 수 있다.
HAT-P-11 행성계는 지구로부터 백조자리 방향으로 약 123 광년 거리에 있으며, 케플러 우주 망원경의 관측 시야 안에 포함되어 있다.
3.2. 구성 성분
이 행성은 질량의 약 10%만이 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며, 나머지 90%는 주로 무거운 원소로 구성된 것으로 추정된다. 이는 아워할리와 유사한 구성이다. 행성의 평형 온도는 878 ± 15 K으로 추정된다.
2014년 9월 24일, NASA는 HAT-P-11b가 상대적으로 구름이 없는 대기를 가진 최초의 해왕성 크기 외계 행성이며, 수증기 분자가 발견된 최초의 사례라고 발표했다. 이는 상대적으로 작은 외계 행성에서 분자가 확인된 첫 경우이기도 하다.
2009년 프랑스 천문학자들은 이 행성에서 약한 비편광 전파 신호를 감지했다고 보고했으나, 2010년 재관측에서는 확인되지 않았다. 만약 이 신호가 실제였다면, 토성에서 관측되는 것과 유사한 강력한 번개 폭풍 때문일 수 있다.
2021년 12월에는 HAT-P-11b에서 자기권의 존재를 시사하는 증거가 발견되었는데, 이는 외계 행성에서 자기권이 확인된 최초의 사례일 가능성이 있다.
4. 대기 및 자기권 관측
(내용 없음)
4.1. 수증기 발견
2014년 9월 24일, NASA는 HAT-P-11b가 상대적으로 구름이 없는 대기를 가진 최초의 해왕성 크기 외계 행성이며, 또한 상대적으로 작은 외계 행성에서 분자, 즉 수증기가 발견된 최초의 사례라고 보고했다. 같은 해 NASA 등의 연구팀은 세 개의 우주 망원경 관측 데이터를 조합하여 빛의 파장을 분석함으로써, 이 행성의 대기에 물 분자가 존재함을 확인했는데, 이는 해왕성형 외계 행성으로는 처음으로 수증기의 존재가 확인된 사례이다.