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HD 10647

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목차

1. 개요

HD 10647은 태양보다 약간 뜨거운 F형 주계열성으로, HD 10647 b라는 외계 행성을 가지고 있다. 이 별은 태양의 약 1.4배 광도를 가지며, 3억 년에서 48억 년 사이의 연령으로 추정된다. HD 10647 b는 항성에서 약 2 천문 단위 떨어져 있으며, 공전 주기는 약 989일이고, 궤도이심률은 0.15이며, 최소 질량은 목성의 0.94배이다. 또한 HD 10647 주변에는 먼지 원반이 존재하며, 이 원반은 따뜻한 먼지와 차가운 먼지로 구성된 2성분 구조를 가질 가능성이 있다.

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HD 10647
명칭
다른 이름HD 10647
q¹ 에리다니
5 G. 에리다니
HR 506
HIP 7978
SAO 232501
GJ 3109
CPD -54° 365
관측 정보
성좌에리다누스자리
적경 (J2000.0)01h 42m 29.3145s
적위 (J2000.0)-53° 44′ 26.991″
겉보기 등급5.52
특징
분광형F9V
B-V 색 지수0.551
운동 정보
시선 속도27.64 km/s
고유 운동 (적경)166.041 밀리초/년
고유 운동 (적위)-105.496 밀리초/년
시차57.6409 밀리초각
절대 등급4.32
세부 정보
나이1.4 ± 0.9 십억 년
금속 함량0.00 ± 0.01
질량1.11 ± 0.02 M☉
반지름1.10 ± 0.02 R☉
자전 주기10 ± 3 일
자전 속도4.9 km/s
광도1.41 L☉
표면 온도6,218 ± 20 K
위치
에리다누스자리 성도
HD 10647의 위치 (원으로 표시)

2. 특징

HD 10647은 태양보다 약간 더 뜨거운 F형 주계열성으로, 스펙트럼형은 F8 V 또는 F9 V로 분류된다. 질량과 반지름은 태양보다 약 10% 더 크고, 광도는 태양의 약 1.4배이다. 금속함량은 태양과 거의 비슷하며, 이러한 특징 때문에 HD 10647은 태양형 별로 분류된다.

HD 10647의 나이는 3억 년에서 48억 년 사이로 추정되는데, 정확한 나이를 결정하는 것은 쉽지 않다. 거대부리새-시계자리 성협과 공간 운동이 비슷하다는 점은 HD 10647이 비교적 젊은 별일 가능성을 시사한다. 그러나 채층 활동, X선 강도, 자전 속도 등을 고려하면 10억 년 이상, 대략 14억 년 정도의 나이를 가질 가능성이 더 높다.

적외선 우주 천문대(Infrared Space Observatory)의 관측 결과, HD 10647 주위에서 다량의 초과 적외선 복사가 탐지되었다. 이는 항성 주위에 먼지 원반이 존재함을 의미한다. 행성의 나이를 고려하면, 이 원반은 태양계의 카이퍼대와 유사한 성격을 가질 것으로 보이며, 젊은 별 베가 주위의 원시 행성계 원반(추정)과는 다른 유형이다.

2003년 미셸 마이어 연구팀은 HD 10647 주변을 공전하는 외계 행성 HD 10647 b를 발견했다. 그러나 HD 10647의 채층 활동이 활발하여 행성 탐색에 어려움이 있었다.

IRAS 적외선 우주 망원경은 HD 10647에서 적외선 과잉 방출을 감지했는데, 이는 원반형 천체의 존재 가능성을 보여준다.[2] 태양과 유사한 별 300개 중 HD 10647의 원반은 가장 높은 분수 광도를 가지고 있다. 이 원반은 특이하게 밝지만, 질량은 지구의 8배 정도(하한선)로 평범한 수준이다.

원반의 경사는 비교적 높고,[3] 비대칭적인 형태를 띠며, 남서쪽보다 북동쪽으로 더 뻗어 있다. 원반은 안쪽 가장자리(34 천문 단위)에서 바깥쪽 가장자리(134 AU)까지 펼쳐져 있다. 안쪽 가장자리가 날카로운 형태를 띠는 것은 행성이 가장자리를 깎아냈기 때문으로 추정된다. HD 10647 b는 2 AU 정도의 궤도를 가지고 있어, 이러한 현상을 일으키기에는 너무 멀리 떨어져 있다. 따라서 다른 행성들이 이 현상의 원인일 수 있다.

또한, 별에서 3~10 AU 떨어진 곳에 따뜻한 소행성대와 같은 구성 요소가 존재한다는 증거도 있다.

근성점 (AU)원성점 (AU)경사
먼지 원반310
먼지 원반3413476.1 ± 1.0


3. 행성계

2003년, 미셸 마이어 연구팀은 HD 10647 주위를 공전하는 외계 행성 HD 10647 b를 발견했다. 이 행성은 시선 속도법으로 발견되었으며, 추가 관측을 통해 그 존재가 확정되었다.

적외선 우주 천문대(Infrared Space Observatory)는 이 항성 주위에서 많은 양의 초과 적외선 복사를 탐지했다. 이는 항성 주위에 먼지 원반이 존재할 가능성이 있음을 의미한다. 행성의 나이를 고려할 때 HD 10647 주위에 형성된 원반은 태양계의 카이퍼대와 비슷할 것으로 보인다.

IRAS 적외선 우주 망원경은 별에서 적외선 과잉 방출을 감지하여 가능한 원반형 천체를 나타냈다.[2] 이 원반은 특이하게 밝지만, 질량은 특이하지 않으며, 질량의 하한선은 지구의 8배이다. 원반의 경사는 비교적 높으며,[3] 비대칭적이며, 남서쪽보다 북동쪽으로 더 확장되어 있다. 내측 가장자리에서 34 천문 단위(AU)에서 외측 가장자리에서 134 AU까지 뻗어 있다. 안쪽 가장자리는 날카로운데, 이는 가장자리를 깎아낸 행성의 존재를 시사한다.

별에서 3~10 AU 떨어진 곳에 추가로 따뜻한 소행성대와 같은 구성 요소가 있다는 증거가 있다.

안쪽 원반바깥쪽 원반
근일점3 AU34 AU
원일점10 AU134 AU
경사70°76.1 ± 1.0°


3. 1. HD 10647 b

미셸 마이어 연구팀은 2003년 파리에서 열린 제19차 IAP 콜로키움 "외계 행성: 오늘과 내일"에서 HD 10647 b를 발견했다고 발표했다.[1] 앵글로-오스트레일리안 행성 탐사 팀은 2004년에 이 행성을 처음에는 탐지하지 못했지만,[1] 2006년까지는 해답을 찾았다. 코랄리(CORALIE) 데이터는 2013년에 발표되었다.

HD 10647 b는 시선 속도법으로 존재가 밝혀졌지만, 당시 시선 속도 곡선의 정밀도가 충분하지 않아 추가 관측이 필요했다. 3년 후 높은 정밀도로 궤도 요소가 구해져 존재가 확정되었다.

HD 10647 b는 질량이 목성과 비슷하고, 궤도 긴반지름이 2 au 정도이며, 이심률 0.15의 궤도를 989일 주기로 공전하는 것으로 추정된다.

b
질량>0.94 ± 0.08
주기989.2 ± 8.1
궤도 긴반지름2.015 ± 0.011
이심률0.15 ± 0.08



HD 10647의 시선 속도 곡선은 HD 10647 b의 케플러 회전 영향을 제외한 잔차가 여전히 오차보다 약간 큰 변화를 보이기 때문에, 다른 행성이 존재할 가능성도 있다.

3. 2. 추가 행성 존재 가능성

HD 10647의 시선 속도 곡선은 에리다누스자리 q1별 b의 케플러 회전 영향을 제외하고도 여전히 오차보다 약간 큰 변화를 보여, 다른 행성이 존재할 가능성이 제기된다. 이는 HD 10647 행성계의 추가적인 행성 존재 가능성을 시사한다.

별에서 3~10 AU 거리에는 따뜻한 소행성대와 같은 구성 요소가 존재한다는 증거가 있으며, 안쪽 원반은 3AU에서 10AU 사이에 분포하는 것으로 추정된다.

HD 10647 b는 궤도 긴반지름이 2 AU 정도로, 원반 안쪽 가장자리의 날카로운 형태를 설명하기에는 너무 멀리 떨어져 있다. 따라서, 다른 잠재적 행성들이 이러한 특징을 유발했을 가능성이 있다.

결론적으로, 추가 행성의 발견은 HD 10647 행성계의 구조와 진화를 이해하는 데 중요한 역할을 할 것이다.

4. 먼지 원반

적외선 우주 천문대(IRAS)는 HD 10647 주위에서 다량의 초과 적외선 복사를 탐지하여, 먼지 원반의 존재 가능성을 제시했다.[2] 이 원반은 태양계의 카이퍼대와 유사하며, 상대적으로 젊은 별 베가 주위에 형성된 원시 행성계 원반과는 다르다. HD 10647의 원반은 태양과 유사한 별 300개 중에서 가장 높은 분수 광도를 가지지만, 질량은 특이하지 않으며, 하한선은 지구의 8배이다.

4. 1. 원반의 구조

원반은 비대칭적이며, 남서쪽보다 북동쪽으로 더 확장되어 있다. 내측 가장자리는 34 천문 단위(AU)에, 외측 가장자리는 134 AU에 위치한다. 내측 가장자리가 날카로운 것은 HD 10647 b 외에 다른 행성이 존재하여 가장자리를 깎아냈을 가능성을 시사한다.

별에서 3~10 AU 떨어진 곳에 추가로 따뜻한 소행성대와 같은 구성 요소가 있다는 증거가 있다.

이름근성점
(AU)		원성점
(AU)		궤도 경사각
(°)
내원반31070
외원반3413476.1 ± 1.0


4. 2. 2성분 원반 구조

스피처 우주 망원경의 적외선 분광기 관측 결과, HD 10647(에리다누스자리 q1별) 주위에 두 가지 구성 성분을 가진 원반 구조가 존재한다는 증거가 나타났다. 항성에서 가까운 곳에는 따뜻한 먼지가, 먼 곳에는 차가운 먼지가 분포할 것으로 예상된다.

구분거리 (AU)특징
내원반 (따뜻한 먼지)3 ~ 10태양계의 소행성대와 유사
외원반 (차가운 먼지)34 ~ 134태양계의 에지워스-카이퍼 벨트와 유사, 비대칭 구조이며 남서쪽보다 북동쪽으로 더 뻗어 있음



이러한 2성분 원반 구조는 태양계의 소행성대 및 에지워스-카이퍼 벨트와 비슷하다.

참조

[1] 간행물 HD10647 and the Distribution of Exoplanet Properties with Semi-major Axis 2004
[2] 간행물 A survey for infrared excesses among high galactic latitude SAO stars 1991
[3] 간행물 q1 Eridani: a solar-type star with a planet and a dust belt http://www.aanda.org[...] 2008
[4] 웹사이트 q01 Eri -- High Proper Motion Star https://simbad.cds.u[...] CDS 2023-10-12
[5] 간행물 The HIPPARCOS and TYCHO catalogues. Astrometric and photometric star catalogues derived from the ESA HIPPARCOS Space Astrometry Mission ESA Publications Division 1997
[6] 간행물 The CORALIE survey for southern extrasolar planets XVII. New and updated long period and massive planets 2013-03
[7] 간행물 q1 Eridani: a solar-type star with a planet and a dust belt 2008-03
[8] 간행물 Catalog of Nearby Exoplanets 2006-07
[9] 간행물 High-resolution ALMA and HST images of q1 Eri: An asymmetric debris disc with an eccentric Jupiter 2021-09
[10] 간행물 Explorations Beyond the Snow Line: Spitzer/IRS Spectra of Debris Disks Around Solar-type Stars 2009-11
[11] 간행물 Resolving the cold debris disc around a planet-hosting star . PACS photometric imaging observations of q1 Eridani (HD 10647, HR 506) 2010-07
[12] 간행물 Dusty Debris Disks as Signposts of Planets: Implications for Spitzer Space Telescope 2004-03
[13] 간행물 Origin and evolution of two-component debris discs and an application to the q1 Eridani system 2016-09
[14] 간행물 Spitzer IRS Spectroscopy of IRAS-discovered Debris Disks 2006-09


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