HAT-P-1 b

1. 개요

HAT-P-1 b는 통과법을 이용하여 발견된 외계 행성으로, 어머니 항성을 4.47일 주기로 공전하는 뜨거운 목성이다. 질량은 목성의 약 52.4%이며, 수소와 헬륨으로 이루어진 가스 행성으로 추정된다. 2022년에는 대기에서 C2, CN 및 CH 라디칼의 방출이 감지되었으며, 대기는 구름이 아닌 흐릿한 상태로 확인되었다. 반지름이 이론적 예상보다 커서 내부 열원의 존재 가능성이 제기되었으며, 외계 이오인 HAT-P-1b I가 존재할 가능성도 제시되었다.

2. 발견

HAT-P-1 b는 통과법을 이용하여 발견되었다. 지구에서 바라보았을 때 행성이 항성 앞을 통과하면서 항성의 빛을 일부 가리는 현상을 이용한다. HAT-P-1 b는 항성 빛의 0.6퍼센트를 감소시키는 것으로 관측되었다. 이 감소량을 통해 행성의 반지름과 공전 주기를 계산할 수 있다. HATNet 프로젝트에서 애리조나주 및 하와이주에 있는 망원경들을 통해 발견되었으며, 2006년 9월 14일 발견 사실이 공식적으로 발표되었다. 스바루 망원경과 켁 망원경에서 이루어진 시선 속도 측정을 통해 궤도 매개변수가 결정되었다.

3. 공전 운동 및 질량

HAT-P-1b는 모항성에 매우 가까이 붙어 있어, 1회 공전 주기는 4.47일이다. 이는 뜨거운 목성으로 분류되는 기준이 된다. 모항성과의 거리는 약 827만 킬로미터로, 강한 기조력의 영향을 받는다. 행성의 궤도는 미지의 행성에 의한 섭동이 없다면 원형에 가까울 것으로 추정된다. 현재 관측 기술로는 행성의 궤도 이심률을 정확하게 측정하기 어렵지만, 0.067 이하로 계산되었다. N2K 컨소시엄에서 시선 속도 변화량을 측정하여 행성의 질량을 결정했다. 도플러 효과를 이용한 관측 방법이 사용되었다. 통과법으로 구한 궤도 경사각을 통해 행성의 질량은 목성의 약 52.4% 수준으로 계산되었다.

3.1. 로시터-맥러플린 효과

2008년 8월 기준으로, HAT-P-1 b의 로시터-맥러플린 효과 및 자전-공전 각도에 대한 가장 최근의 계산치는 3.7±2.1°였다. 이는 항성의 적도면과 행성의 궤도면 사이의 기울기를 의미한다.

4. 특징

HAT-P-1b는 질량과 반지름으로 볼 때 주로 수소와 헬륨으로 구성된 목성형 행성으로 추정된다. 2022년, 행성 대기에서 C₂, CN 및 CH 라디칼의 방출이 감지되었다. 행성 대기는 구름이 아닌 흐릿하며, 관측된 구름 면적은 22±5.3%이다. 이론에 따르면, 이 행성은 항성계 외곽에서 형성된 후 현재 궤도로 행성 이동해 온 것으로 보인다. HAT-P-1b는 이론적 모델에서 예측했던 것보다 반지름이 크다. 이는 행성 내부에 추가적인 열원이 존재함을 시사한다.

4.1. 내부 열원 가설

HAT-P-1b는 지금까지 발견된 외계 행성들 중 밀도가 가장 낮고, 반지름은 이론적 모형으로 예상했던 수치보다 훨씬 더 크다. 이는 행성 내부에 추가적인 열원이 존재함을 알려주는 것이다. 가능한 가설 중 하나는 찌그러진 궤도로 인한 조석열 때문이다. 그러나 HD 209458 b의 경우처럼, 대기가 팽창했음에도 원형 공전 궤도를 가진 행성도 존재한다.

또 다른 가설은 천왕성처럼 적도 경사각이 클 가능성이다. 하지만 행성이 큰 적도 경사각을 가지는 것은 확률적으로 매우 희박하다는 문제점이 있다.

5. 위성 존재 가능성

외계 이오인 HAT-P-1b I가 존재할 가능성이 제기되었다.

6. 핫 주피터 비교 (그림)