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HD 69830 d

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목차

1. 개요

HD 69830 d는 G형 별 HD 69830을 공전하는 외계 행성으로, 2006년 유럽 남방 천문대의 HARPS 분광기를 사용하여 발견되었다. 해왕성 정도의 질량을 가진 가스 행성으로 추정되며, 궤도는 태양계의 수성과 유사하다. HD 69830 d는 모항성의 생명체 거주 가능 영역 내에 위치하며, 만약 질량이 큰 위성이 존재한다면 위성 표면에서 생명체가 존재할 가능성이 있다. 이 행성은 헤일로 비디오 게임 시리즈에 등장하기도 한다.

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HD 69830 d
기본 정보
행성 "d"에서 본 HD 69830 시스템의 상상도 (전경)
발견발견자: C. 로비스 외
발견일2006년 5월 18일
발견 방법시선 속도
별HD 69830
궤도 특성
궤도 긴반지름0.622 ± 0.014 AU ()
궤도 이심률0.080 ± 0.071
공전 주기201.4 ± 0.4 일
근성점 통과 시간24513358 ± 34
근일점 인수224 ± 61
반진폭2.20 ± 0.19
물리적 특성
평균 반지름약 4 R⊕
질량≥ 12.26 ± 0.89/0.88 M⊕

2. 발견

HD 69830 d는 2006년 유럽 남방 천문대 소속으로 칠레 라 실라 천문대에 있는 3.6미터 망원경에 장착된 HARPS 에셸 분광기를 이용하여 발견되었다.

3. 궤도 및 물리적 특징

HD 69830 d는 모항성 HD 69830 주위를 도는 외계 행성이다. 이 행성의 공전 궤도는 이심률이 낮아 태양계 행성들과 유사하며,[1] 항성으로부터 약 0.63 AU 거리를 두고 있다.[1] 모항성 HD 69830이 태양보다 덜 밝기 때문에, 이 거리에서도 행성은 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생물권 내에 위치할 가능성이 있다.[1]

HD 69830 d의 최소 질량은 해왕성과 비슷한 수준으로 추정되며, 이로 인해 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 것으로 여겨진다. 행성이 받는 일사량은 지구와 유사한 수준이다. 가스 행성 자체의 생명체 존재 가능성은 낮지만, 만약 이 행성이 큰 위성을 가지고 있다면 그 위성 표면은 생명체가 살기에 적합한 환경일 수 있다는 이론적 가능성이 제기되었다. 행성의 구체적인 물리적 특성이나 대기 조성 등은 간접적인 관측 방법의 한계로 인해 아직 명확히 밝혀지지 않았다.

3. 1. 궤도

행성의 궤도 이심률은 낮아 태양계의 행성들과 비슷하다.[1] 궤도의 긴반지름은 약 0.62 AU로, 태양계의 금성 궤도와 비교될 수 있다.[1] 하지만 모항성인 HD 69830은 태양보다 질량이 작고 어두우며(광도는 태양의 약 0.62배), 에너지를 적게 방출한다.[1] 이 때문에 행성 d는 항성에 비교적 가까운 거리임에도 불구하고 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 생물권 내에 위치하는 것으로 추정된다.[1]

3. 2. 질량, 반지름 및 온도

HD 69830 d는 최소 질량이 12 지구 질량 이상으로 추정되며, 이는 해왕성과 비슷한 규모이다. 이 행성은 어머니 항성에 미치는 중력적 효과를 통해서만 간접적으로 발견되었기 때문에, 정확한 반지름이나 조성 등은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그러나 질량으로 미루어 볼 때, 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 가능성이 높다.

만약 이 행성의 조성물이 천왕성이나 해왕성과 유사하고, 환경이 화학적 평형 상태에 있다고 가정한다면, 대기는 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있을 것이며, 상당량의 메테인도 포함될 것으로 예상된다. 또한, 행성에서 상대적으로 온도가 낮은 지역에는 물로 이루어진 구름이 형성될 수 있다.

HD 69830 d가 어머니 항성으로부터 받는 일사량은 지구가 태양으로부터 받는 양과 비슷하며, 이에 따른 추정 온도는 약 284,000이다. 이 행성은 어머니 항성 HD 69830의 생물권 내를 공전하고 있는 것으로 여겨진다. 생물권은 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 이론적인 영역을 의미한다. 가스 행성 자체에 생명체가 존재할 가능성은 현재로서는 미지수이지만, 만약 HD 69830 d가 충분히 큰 위성을 가지고 있다면, 그 위성의 표면 환경은 생명체가 존재하기에 적합할 수도 있다. 조석 상호작용에 대한 시뮬레이션 결과에 따르면, 이러한 가상의 위성은 행성계의 전체 수명 동안 안정적으로 행성 주위의 궤도를 유지할 수 있을 것으로 예측된다.

3. 3. 모항성

이 행성은 G형 별인 HD 69830을 공전한다. HD 69830은 총 3개의 행성을 거느리고 있으며, HD 69830 d는 이들 중 가장 긴 공전 주기를 가진다. 모항성 HD 69830의 질량은 0.86 태양 질량이고 반지름은 0.90 태양 반지름이다.[1] 표면 온도는 5394 K이며, 나이는 약 106억 년으로 추정된다. 이는 약 46억 년인 태양의 나이[2]보다 훨씬 많고, 표면 온도 5778 K[3]보다는 낮다.

HD 69830의 겉보기 등급은 5.47로, 이는 지구에서 맨눈으로 관측할 수 있는 밝기이다.

HD 69830 d의 공전 궤도 이심률은 낮아 우리 태양계 행성들과 비슷하다. 공전궤도 반지름은 0.63 AU로, 태양계의 수성 궤도와 유사한 거리이다. 하지만 모항성 HD 69830이 태양보다 어둡고 활동이 약하기 때문에, d의 궤도가 상대적으로 가까움에도 불구하고 표면에 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 환경이 조성될 가능성이 있다.

3. 4. 물리적 특징

행성 질량은 해왕성 정도로, HD 69830 d는 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 가능성이 높다. 이 행성은 오직 어머니 항성에 미치는 중력적 효과를 통해 발견되었으므로, 행성의 정확한 조성물 등은 알 수 없다. 다만 HD 69830 d가 받는 일사량은 지구가 받는 양과 비슷하다. 행성 조성물이 천왕성, 해왕성과 비슷하며, 환경이 화학적 평형 상태에 있다고 가정하면, HD 69830 d의 대기는 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있을 것이며, 여기에 메테인이 많이 포함되어 있을 것으로 추정된다. 행성에서 상대적으로 온도가 낮은 부분에는 물의 구름이 생겨날 수 있다.

HD 69830 d는 어머니 항성 HD 69830의 생물권 내를 돌고 있다. 생물권은 일반적으로 지구 정도 질량의 행성이 표면에 액체 상태의 물을 유지할 수 있는 영역을 의미한다. 가스 행성에서 생명체가 살 수 있는지는 미지수이나, 만약 d가 질량이 큰 위성을 거느리고 있다면 그 위성 표면에서 생명체가 자라날 가능성은 열려 있다. 조석 상호작용 모형에 따르면, 이러한 가상의 위성은 행성계의 전체 수명 동안 안정적으로 행성 주위 궤도를 유지할 수 있을 것으로 보인다.

4. 생명체 존재 가능성

HD 69830 d는 해왕성과 비슷한 질량(약 17 지구 질량)을 가진 외계 행성으로, 딱딱한 표면이 없는 가스 행성일 가능성이 높다.[6] 이 행성은 어머니 항성 HD 69830에 미치는 중력 효과를 통해 간접적으로 발견되었기에 정확한 조성은 알 수 없으나, 받는 일사량은 지구와 비슷한 수준이다. 만약 행성의 조성이 천왕성이나 해왕성과 비슷하고 화학적 평형 상태에 있다면, 대기는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있고 메테인과 물 구름이 존재할 것으로 추정된다.

HD 69830 d는 어머니 항성의 생명 가능 구역 내를 공전하고 있다. 생명 가능 구역은 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역을 의미한다. 비록 HD 69830 d 자체는 가스 행성이기 때문에 우리가 아는 형태의 생명체가 살기에는 적합하지 않지만, 만약 이 행성이 충분히 큰 위성을 가지고 있다면 그 위성의 표면 환경은 생명체가 존재하기에 적합할 수 있다.

4. 1. 위성의 생명체 존재 가능성

HD 69830 d는 해왕성과 비슷한 질량을 가진 가스 행성일 가능성이 높아 딱딱한 표면이 없을 것으로 추정된다. 이 행성은 오직 어머니 항성에 미치는 중력적 효과를 통해 간접적으로 발견되었기 때문에 정확한 조성은 알 수 없다. 하지만 HD 69830 d가 받는 일사량은 지구가 받는 양과 비슷하다.

HD 69830 d는 어머니 항성 HD 69830의 생명 가능 구역 내를 돌고 있다. 생명 가능 구역은 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역을 의미한다. 비록 가스 행성 자체에는 생명체가 살기 어렵지만, 만약 HD 69830 d가 충분히 큰 위성을 가지고 있다면 그 위성 표면에서는 생명체가 존재할 가능성이 있다. 조석 상호작용 모형에 따르면, 이러한 가상의 위성은 행성계의 수명 동안 안정적으로 행성 주위 궤도를 유지할 수 있다고 한다.

안정적인 궤도를 유지하기 위해서는 위성이 모행성을 도는 공전 주기 ''P''s와 모행성이 항성을 도는 주기 ''P''p 사이의 비율이 1/9 미만이어야 한다.[4][5] 예를 들어, 행성이 항성을 90일 주기로 공전한다면, 그 행성의 위성이 가질 수 있는 가장 긴 안정적 공전 주기는 10일 미만이다. 시뮬레이션 결과, 태양과 유사한 별에서 1 AU 떨어진 거리를 공전하는 거대 가스 행성이나 갈색 왜성 주위에서는 공전 주기가 약 45~60일 미만인 위성이 안정적으로 묶여 있을 수 있다.[6] HD 69830 d의 경우, 안정적인 궤도를 가지려면 위성의 공전 주기가 약 22일 미만이어야 할 것으로 계산된다.

또한, 위성이 생명체를 지탱하기 위해서는 적절한 환경 조건이 필요하다. 조석 효과는 위성이 판 구조론을 유지하도록 도울 수 있으며, 이는 화산 활동을 통해 위성의 온도를 조절하고[7][8] 지자기 다이너모 효과를 생성하여 위성이 강력한 자기장을 갖게 할 수 있다.[9]

지구와 유사한 대기를 오랫동안(약 46억 년, 지구의 나이와 비슷함) 유지하기 위해 위성은 화성과 유사한 밀도를 가지면서 최소 0.07 지구 질량의 질량을 가져야 할 것으로 추정된다.[10] 항성풍과 방사선대에 의한 대기 손실(스퍼터링)을 줄이기 위해서는 위성이 강력한 자기장을 가지는 것이 유리하다. NASA의 갈릴레오 탐사선 관측 결과, 목성의 위성인 가니메데가 질량이 0.025 지구 질량에 불과함에도 자체적인 자기권을 가지고 있음이 밝혀졌는데, 이는 상대적으로 작은 천체도 생명 유지에 유리한 자기장을 가질 수 있음을 시사한다.[6]

5. 대중 문화

헤일로 비디오 게임 시리즈에서, HD 69830 d의 가상 위성인 이안은 적대 세력인 코버넌트 제국의 구성원인 키그-야 종족의 고향이다. 이 행성은 그들에게 추'옷으로 알려졌다.

참조

[1] 논문 Stellar Parameters for Hd 69830, A Nearby Star with Three Neptune Mass Planets and an Asteroid Belt
[2] 웹사이트 How Old is the Sun? http://www.universet[...] 2008-09-16
[3] 웹사이트 Temperature of the Sun http://www.universet[...] 2008-09-15
[4] 논문 Transit timing effects due to an exomoon
[5] 논문 Exomoon habitability constrained by energy flux and orbital stability
[6] 뉴스 Habitable Moons https://skyandtelesc[...] 2006-08-01
[7] 웹사이트 How Volcanoes Work – Volcano Climate Effects http://www.geology.s[...] 2012-02-29
[8] 웹사이트 Solar System Exploration: Io http://solarsystem.n[...] NASA 2012-02-29
[9] 웹사이트 Magnetic Field of the Earth http://hyperphysics.[...] 2012-02-29
[10] 웹사이트 In Search Of Habitable Moons http://www.xs4all.nl[...] Pennsylvania State University 2011-07-11


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