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HD 40307 d

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목차

1. 개요

HD 40307 d는 HD 40307 항성을 공전하는 외계 행성으로, 도플러 분광법을 통해 발견되었다. 2008년 낭트에서 개최된 천체물리학 컨퍼런스에서 발견 사실이 발표되었으며, 최소 질량은 지구의 9.2배이고 궤도 거리는 0.134 천문단위로 20.46일의 공전 주기를 가진다. 이 행성은 시선 속도법으로 발견되어 조성 물질, 반지름, 표면 온도 등은 아직 밝혀지지 않았으며, 자연 위성을 가질 가능성은 낮은 것으로 여겨진다.

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HD 40307 d
행성 정보
이름HD 40307 d
별자리화가자리
항성HD 40307
발견
발견자Mayor 외
발견 장소라 실라 천문대, 칠레
발견 날짜2008년 6월 16일
발견 방법시선 속도법, HARPS 사용
궤도 정보
궤도 긴반지름0.13210.12550.1387 AU
이심률0.0700.18
공전 주기20.43220.40820.454 일
준진폭2.752.43.1
위치 정보
거리42.19 광년 (12.94 pc)
물리적 특징
질량> 9.51.51.7 M⊕
기타 명칭
기타 명칭HIP 27887 d, GJ 2046 d, SAO 249388 d, CD-60 1303 d, CPD-60 508 d, TYC 8892-01247-1 d, IRAS 05534-6001 d, 2MASS J05540421-6001245 d, WISE J055404.19-600124.9 d

2. 발견

HD 40307 d는 도플러 분광법을 이용하여 발견되었다.[9][2] 이 방법은 행성의 중력으로 인해 모항성이 미세하게 흔들리는 현상을 시선 속도 변화를 통해 측정하는 방식이다.[9][2] 관측에는 칠레 아타카마 사막에 위치한 라 실라 천문대의 고정밀 시선 속도 행성 탐색기(HARPS) 분광기가 사용되었다.[9][2]

같은 방법으로 HD 40307 b와 HD 40307 c가 먼저 발견되었으며,[9][2] 이후 HD 40307 e, HD 40307 f, HD 40307 g도 같은 방식으로 발견되었다.[2] HD 40307 d와 먼저 발견된 두 행성(b, c)의 발견 사실은 2008년 6월 16일부터 18일까지 프랑스 낭트에서 열린 천체물리학 컨퍼런스에서 공식 발표되었다.[9][2]

3. 궤도 및 질량

HD 40307 d의 최소 질량은 지구 질량의 9.2배[8][1]에서 9.5배 사이로 추정되며, 이는 행성계의 다른 구성원인 HD 40307 b 질량의 두 배가 넘는 값이다.[8] 만약 이 행성계의 모든 행성이 동일한 공전면을 돈다고 가정하면, HD 40307 d는 발견된 행성들 중에서 가장 질량이 크다.[1]

이 행성은 어머니 항성 HD 40307로부터 약 0.1321 AU에서 0.135 AU[1] 사이의 거리를 두고 공전한다. 이는 지구가 태양으로부터 약 1 AU 떨어져 공전하는 것과 비교된다.[1] HD 40307 d는 현재까지 발견된 HD 40307 행성계의 행성들 중 항성으로부터 가장 멀리 떨어져 공전하고 있다.[8] 공전 주기는 약 20.45[3]일에서 20.46 지구일[8] 사이이다. 행성의 궤도 이심률은 거의 0에 가까운 것으로 관측되었는데,[8][3] 이는 궤도가 거의 원형에 가까워 공전하는 동안 항성과의 거리가 크게 변하지 않음을 시사한다.[8] 다만, 현재까지의 관측 데이터만으로는 궤도가 완전한 원형인지 여부를 명확히 구분하기는 어렵다.[3]

어머니 항성인 HD 40307은 다른 외계 행성을 거느린 항성들과 비교했을 때 중원소 함량(금속 함량)이 상대적으로 낮은 특징을 보인다.[8][3] 이러한 사실은 항성이 처음 생성될 때 보유했던 중원소의 양이, 그 주위를 도는 강착 원반에서 가스 행성이나 암석 행성 중 어떤 유형의 행성이 주로 형성될지를 결정한다는 가설을 뒷받침하는 증거로 해석되기도 한다.[8][3]

4. 특징

HD 40307 d는 시선속도법을 통해 발견된 외계 행성이다.[10] 이 방법의 한계로 인해 행성의 반지름, 조성 물질, 표면 온도와 같은 구체적인 물리적 특징은 아직 직접적으로 관측되지 않았다.[10][4] 역학적 연구를 통해 준해왕성일 가능성이 제기되었으며,[5] 강한 조석력의 영향으로 위성을 거느리고 있을 가능성은 낮은 것으로 보인다.[11][6]

4. 1. 역학적 연구 및 위성 존재 가능성

이 행성은 시선속도법을 이용하여 발견되었기 때문에 조성 물질, 반지름, 겉모습, 표면 온도 등은 아직 밝혀지지 않았다.[10][4] 또한 통과 현상이 발견되지 않았으며 앞으로도 관측될 가능성은 낮고, 직접 촬영된 적도 없다.[1][4] 따라서 구체적인 물리적 특성은 현재로서는 알 수 없다.[4]

행성 b, c, d에 대한 역학 연구에 따르면, 최소한 b와 c는 강한 조석 효과를 받는 것으로 나타났으며, 특히 b는 준해왕성(Sub-Neptune)으로 추정된다. 연구는 b부터 적어도 f까지의 모든 행성이 현재 위치보다 바깥쪽에서 생성되어 안쪽으로 이동해 왔을 가능성을 시사하며, 이러한 분석은 d 역시 준해왕성일 수 있음을 암시한다.[5]

이처럼 항성에 가까이 위치하며 강한 조석력을 받는 환경에서는 행성이 큰 자연 위성을 안정적으로 유지하기 어렵다. 조석력에 의해 위성이 파괴될 수 있기 때문에, HD 40307 d가 위성을 거느리고 있을 확률은 희박한 것으로 여겨진다.[11][6]

5. 항성의 특징과 행성 형성

HD 40307 d의 최소 질량은 지구 질량의 9.5배 이상으로 추정되며, 이 행성계의 모든 행성이 동일 평면 궤도를 가진다고 가정할 때 가장 무거운 행성이다.[1] 이 행성은 주성으로부터 약 0.1321 AU 떨어진 궤도를 돌고 있으며, 이는 지구가 태양으로부터 약 1 AU 떨어져 있는 것과 비교된다. 이 때문에 HD 40307 d의 1년은 지구 시간으로 약 20.45일에 불과하다. 행성의 궤도 이심률은 0에 가까운 것으로 나타났는데, 이는 궤도가 거의 원형에 가깝다는 것을 의미하지만, 이를 명확히 구분할 만큼 충분한 데이터는 아직 확보되지 않았다.[3]

HD 40307 d가 속한 항성계의 중심별인 HD 40307은 다른 외계 행성을 거느린 항성들과 비교했을 때 중원소 함량(금속 함량)이 낮은 편이다. 이는 항성이 형성될 당시의 중원소 함량이 원시별 주위 원반에서 목성형 행성이 주로 만들어질지, 아니면 지구형 행성이 주로 만들어질지를 결정하는 중요한 요인이 될 수 있다는 가설을 뒷받침하는 근거로 제시된다.[3]

참조

[1] 논문 Habitable-zone super-Earth candidate in a six-planet system around the K2.5V star HD 40307 2012-12-17
[2] 뉴스 Trio of 'super-Earths' discovered http://news.bbc.co.u[...] 2008-06-16
[3] 논문 The HARPS search for southern extra-solar planets. XIII. A planetary system with 3 Super-Earths (4.2, 6.9, & 9.2 Earth masses) 2009
[4] 서적 Characterizing Extrasolar Planets Cambridge University Press 2007
[5] 논문 The HD 40307 Planetary System: Super-Earths or Mini-Neptunes? 2009
[6] 논문 Stability of Satellites around Close-in Extrasolar Giant Planets 2002
[7] 웹인용 HD 40307 http://simbad.u-stra[...] Centre de Données astronomiques de Strasbourg 2008
[8] 저널 The HARPS search for southern extra-solar planets. XIII. A planetary system with 3 Super-Earths (4.2, 6.9, & 9.2 Earth masses) http://www.arxiv.org[...] 2008-06-30
[9] 뉴스 Trio of 'super-Earths' discovered http://news.bbc.co.u[...] 2008-06-16
[10] 서적 Characterizing Extrasolar Planets Cambridge University Press 2007
[11] 저널 Stability of Satellites around Close-in Extrasolar Giant Planets http://adsabs.harvar[...] 2002


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