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PSR B1257+12

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1. 개요

PSR B1257+12는 처녀자리에 위치한 밀리초 펄서로, 약 6.22밀리초의 빠른 자전 주기를 가지며, 'Lich'라는 고유한 이름을 가지고 있다. 1990년 알렉산더 볼시찬에 의해 발견되었으며, 1992년에는 최초의 외계 행성으로 확인된 세 개의 행성(A, B, C)이 발견되었다. 이 행성들은 각각 Draugr, Poltergeist, Phobetor로 명명되었으며, 혜성 또는 소행성체로 추정되는 천체(D)도 존재한다.

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PSR B1257+12
기본 정보
PSR B1257+12 행성계 상상도
PSR B1257+12 주위를 돌고 있는 행성들을 상상한 작품.
이름리치
별자리처녀자리
분광형펄사
위치 정보
거리2300 광년 (약 706 파섹)
겉보기 등급+15.0 ~ +25.0
특징
종류펄사
자전 주기0.006219 초
나이10억–30억 년
질량1.4 M☉
반지름~13.92 km
고유 운동
적경 방향46.44 ± 0.08 밀리초/년
적위 방향-84.87 ± 0.32 밀리초/년
연주시차1.41
연주시차 오차0.08
식별 정보
기타 명칭PSR 1257+12, PSR J1300+1240, PSR 1300+1240
심바드http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=PSR+B1257%2B12
행성
행성 수3

2. 명칭

펄서 명명법에 따라 PSR(Pulsating Source of Radio, 전파 펄서)이라는 문자와 펄서의 적경적위를 나타내는 숫자를 붙여 PSR B1257+12라는 이름이 붙여졌다. B는 1950.0 역기점을 기준으로 한 좌표를, J는 2000.0 역기점을 기준으로 한 좌표를 나타낸다. 1993년 이전에 발견된 펄서는 J 이름 대신 B 이름을 유지하는 경향이 있지만, 모든 펄서는 하늘에서의 정확한 위치 좌표를 제공하는 J 이름을 가지고 있다.[6]

행성들이 발견되었을 때, 거리가 증가하는 순서대로 PSR 1257+12 A, B, C로 지정되었다. 이들은 외계 행성이 발견 순서대로 별의 이름 뒤에 소문자 로마자 "b"부터 시작하는 명칭을 받는다는 규칙이 정립되기 전에 발견되었다.[7] 그러나, SIMBAD외계 행성 백과사전과 같은 천문 데이터베이스에서 A는 b, B는 c, C는 d로 표시된다.

2014년 7월, 국제천문연맹(IAU)은 NameExoWorlds라는 특정 외계 행성과 그들의 모항성에 고유한 이름을 부여하는 절차를 시작했다.[8] 이 절차는 새로운 이름에 대한 대중의 지명과 투표를 포함했다.[9] 2015년 12월, IAU는 이탈리아 카르나이에 있는 플라네타리움 쥐드티롤 알토 아디제에서 제출된 우승 이름을 발표했는데, 펄서에는 Lich, 행성 A, B, C에는 각각 Draugr, Poltergeist, Phobetor가 부여되었다:[10][11]


  • A ''리치''(lich)는 언데드 생물로, 마법으로 다른 언데드 생물을 조종하는 것으로 알려져 있다.
  • ''드라우그르''(Draugr)는 북유럽 신화에 나오는 언데드 생물을 지칭한다.
  • ''폴터가이스트''(Poltergeist)는 독일어로 "시끄러운 유령"을 의미하며, 물리적 교란을 일으키는 초자연적인 존재의 이름이다.
  • ''포베토르''(Phobetor)는 오비디우스의 ''변신 이야기''에 나오는, 꿈속에서 짐승의 모습으로 나타나는 솜누스 (수면)의 천 명의 아들 중 하나이다.[12]


2016년, IAU는 별의 고유 이름을 목록화하고 표준화하기 위해 별 이름 실무 그룹(WGSN)[13]을 조직했다. 2016년 7월 첫 번째 회보에서[14], WGSN은 2015년 NameExoWorlds 캠페인 동안 채택된 별 이름을 포함하여 행성과 행성 위성의 공개 명명에 대한 집행 위원회 실무 그룹에서 승인한 외계 행성 및 모항성의 이름을 명시적으로 인정했다. 이 별의 잔해는 현재 IAU 별 이름 목록에 등재되어 있다.[4]

3. 펄서

PSR B1257+12는 밀리초펄사로, 중성자별의 일종이다. 약 6.22밀리초(9,650 rpm)의 매우 빠른 자전 주기를 가진다. 펄스 주기의 이상 현상을 통해 행성계의 존재가 발견되었다. 질량은 약 1.4 태양 질량(M), 반지름은 약 10km로 추정된다. 표면 온도는 최대 28,856,000에 달한다. 이 펄서는 10억에서 30억 년 전에 백색 왜성 합병으로 형성되었을 가능성이 제기된다.[17]

다른 펄서를 공전하는 행성 탐색이 이루어졌지만, 그러한 행성은 드문 것으로 밝혀졌다. PSR B1620−26, PSR B0943+10, PSR B0329+54, PSR J1719−1438을 공전하는 5개의 다른 펄서 행성만이 확인되었다.

2015년 국제천문연맹(IAU)은 20개의 행성계를 대상으로 각 항성과 행성에 고유 이름을 붙이는 투표를 진행하였고, 그 결과 PSR B1257+12에는 '''Lich'''라는 이름이 붙여졌다. 이는 판타지 소설에 등장하는 언데드 마법사 리치에서 유래했다.

3. 1. 발견

폴란드 천문학자 알렉산더 볼시찬이 1990년 아레시보 천문대의 전파 망원경을 통해 PSR B1257+12를 발견했다. PSR B1257+12는 중성자별의 일종인 밀리초펄사이며, 이후 펄사 주기에 6.22 밀리초 주기의 묘한 진동이 있음이 감지되었다. 1992년, 볼시찬과 데일 프레일은 태양계 밖 행성의 최초 확인 발견에 대한 유명한 논문을 발표했다. 1994년에는 개선된 방법을 사용하여 이 펄서를 공전하는 행성 하나를 더 발견했다.

3. 2. 특징

PSR B1257+12는 밀리초펄사로, 대부분의 중성자별 및 펄서와 마찬가지로 질량은 약 1.4 태양 질량(M)이다. 반지름은 약 10km 정도로 추정되며, 표면 온도는 최대 28,856,000에 이른다. 이 펄서는 10억에서 30억 년 전 한 쌍의 백색 왜성이 충돌하여 붕괴되면서 빠르게 회전하는 펄서가 형성되는 백색 왜성 합병으로 형성된 것으로 추정된다.[17]

4. 행성계

1992년 알렉산더 볼시찬과 데일 프레일은 PSR B1257+12에서 두 개의 행성을 발견했는데, 이는 태양계 밖에서 발견된 최초의 외계 행성이었다.[26] 이 행성들은 펄서 주위를 돌고 있었기 때문에 주계열성 주변에서만 행성을 찾던 많은 천문학자들을 놀라게 했다. 이후 추가적인 행성이 발견되어 총 세 개의 행성이 확인되었다. 이 행성들은 펄서에 가까운 순서대로 A, B, C로 명명되었다가, 이후 국제천문연맹의 규칙에 따라 b, c, d로 변경되었다.

이 행성들은 초신성 폭발의 잔해나, 과거 가스 행성이었던 천체의 대기가 날아가고 남은 핵과 같은 특이한 기원을 가질 수 있다.[28] 1996년에는 PSR B1257+12에서 약 40 천문단위 떨어진 곳에 지구 질량 100배(토성과 비슷하다)의 행성이 존재한다는 발표가 있었으나, 합의를 얻지 못했고 기각되었다. 현재 이 천체는 혜성 또는 소행성 천체들로 인한 신호를 오인한 것으로 생각된다.[29]

PSR B1257+12를 공전하는 행성에 대한 예술가의 상상도. 전경에 있는 것은 행성 "C"이다.

4. 1. 행성 목록

1992년 알렉산더 볼시찬과 데일 프레일은 PSR B1257+12에 행성 두 개가 있는 것을 발견했다. 이들은 태양계 밖에서 발견된 최초의 외계 행성이었으며[26] 펄서 행성이라는 이름이 붙었고, 주계열성 주변에서만 행성을 찾던 많은 천문학자들을 놀라게 했다. 그러나 이전의 계산 착오로 발견이 취소된 전례(PSR 1829-10 주위를 돈다고 생각했던 외계 행성)가 있었기 때문에 불확실성은 남아 있었다. 이후 PSR B1257+12 주변에서 행성 한 개가 더 발견되었다. 추가로 이 행성계에는 카이퍼대소행성대와 유사한 환경이 형성되어 있을 가능성이 있다.[27]

이 행성들은 과거 가스 행성이었던 천체의 대기가 날아가고 씨앗만 남은 것이거나, 아니면 예전 펄사의 본체였던 항성이 초신성 폭발을 일으키고 남은 잔해로부터 생겨난 행성일 가능성이 있다.[28] 특이한 점은, PSR B1257+12 주위에 있는 행성에는 대문자 알파벳 A에서 D까지 붙어 있는데, 보통의 별 주변에서 발견된 행성들은 발견된 순서대로 소문자 b부터 시작하는 것과는 다르다는 것이다. 1996년 PSR B1257+12에서 약 40 천문단위 떨어진 곳에 지구질량 100배(토성과 비슷하다)의 행성이 존재한다고 발표되었으나, 합의를 얻지 못했고 기각되었다. 현재 이 지구질량 100배 천체는 혜성 또는 소행성 천체들로 인한 신호를 오인한 것으로 생각된다.[29]

동반 천체
(가까운 천체순)
질량
(ME)
공전주기
()
공전궤도 반지름
(AU)
이심률
PSR B1257+12 A0.02525.2620.190.00
PSR B1257+12 B4.3±0.266.54190.360.0186
PSR B1257+12 C3.9±0.298.21140.460.0252
PSR B1257+12 D<0.000412502.6?



지구와 PSR 1257+12의 세 행성 크기를 비교한 것. 알파벳은 펄사로부터의 위치 순서대로 붙어 있다(행성에 붙은 명칭이 아니다).

4. 1. 1. PSR B1257+12 b (A / Draugr)

A는 가장 안쪽에 위치한 행성으로, 펄서로부터 약 0.19 AU 떨어진 궤도를 약 25일 주기로 공전한다. 질량은 지구의 약 0.02배로, 의 2배 정도이다.

1997년에는 이 행성이 태양계태양풍에 의한 인공물이라는 주장이 제기되었다.[25] 태양권 내 태양풍에는 태양 자전 주기에 가까운 25일 주기의 변동 성분이 포함되어 있는데, 이를 펄서 자체 변동으로 오인했다는 것이다. 그러나 이 주장은 이후 부정되었고, 현재는 행성이 실제로 존재하는 것으로 여겨진다.

4. 1. 2. PSR B1257+12 c (B / Poltergeist)

PSR B1257+12 B는 안쪽에서 두 번째 행성으로, 펄서로부터 약 0.36 AU 거리를 약 66일 동안 공전하고 있다. 질량은 지구의 4배 이상이다.[24] 행성 B와 C의 궤도는 매우 가까워서 서로의 궤도를 섭동하고 있다. 섭동 관측을 통해 이들 행성의 존재가 확실해졌다. 또한 이를 통해 두 행성의 질량과 궤도 경사각이 정확하게 계산되었다.[3]

4. 1. 3. PSR B1257+12 d (C / Phobetor)

PSR B1257+12 C는 안쪽에서 세 번째 행성으로, 펄서로부터 약 0.46 AU의 거리를 약 98일 주기로 공전하고 있다. 질량은 지구의 약 3.9배이다.[24] 이 행성의 이름은 그리스 신화에서 꿈속에 짐승의 모습으로 나타나 악몽을 만들어내는 신 포베토르에서 유래한 '포베토르'로 명명되었다.

동반 천체
(가까운 천체순)
질량
(ME)
공전주기
()
공전궤도 반지름
(AU)
이심률
C3.9 ± 0.298.2114 ± 0.00020.460.0252


4. 2. 혜성 또는 소행성체

1996년 PSR B1257+12에서 약 40 AU 떨어진 곳에 지구 질량 100배(토성과 비슷하다)의 행성이 존재한다고 발표되었으나, 합의를 얻지 못했고 기각되었다. 현재 이 지구 질량 100배 천체는 혜성체 또는 소행성 천체들로 인한 신호를 오인한 것으로 생각된다.[29]

PSR B1257+12를 2.6 AU 거리에서 3.5년 주기로 도는 혜성 또는 소행성이 있을 가능성이 제기되었다.[30][31] 해당 천체의 크기는 매우 작아서 행성으로 취급받지는 못하고 있으나, 최초로 외계 세계에서 발견된, 우리 태양계의 카이퍼대와 비슷한 소행성 또는 혜성일 것으로 보인다. 이 천체는 펄서를 도는 작은 천체들 중 가장 큰 것일 가능성이 있다.[32]

참조

[1] 웹사이트 PSR B1257+12 in the ATNF Pulsar Database https://www.atnf.csi[...] Australia Telescope National Facility 2022-01-09
[2] 간행물 PSR 1257 12 d https://exoplanet.eu[...] 2017-10-05
[3] 논문 Masses and Orbital Inclinations of Planets in the PSR B1257+12 System 2003
[4] 웹사이트 IAU Catalog of Star Names https://www.pas.roch[...] 2016-07-28
[5] 웹사이트 Star Names https://www.iau.org/[...] International Astronomical Union 2019-10-23
[6] 서적 Pulsar Astronomy Cambridge University Press
[7] arXiv On the naming convention used for multiple star systems and extrasolar planets 2010-12-03
[8] 웹사이트 NameExoWorlds: An IAU Worldwide Contest to Name Exoplanets and their Host Stars https://www.iau.org/[...] 2024-01-30
[9] 웹사이트 NameExoWorlds http://nameexoworlds[...] 2017-10-05
[10] 웹사이트 Final Results of NameExoWorlds Public Vote Released https://www.iau.org/[...] 2024-01-30
[11] 웹사이트 NameExoWorlds http://nameexoworlds[...] International Astronomical Union 2016-01-03
[12] 논문 Metamorphoses https://www.loebclas[...] Harvard University Press 2024-01-30
[13] 웹사이트 IAU Working Group on Star Names (WGSN) https://www.iau.org/[...] 2016-05-22
[14] 웹사이트 Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 http://www.pas.roche[...] 2016-07-28
[15] 웹사이트 Pulsar Planets http://www.astro.psu[...]
[16] 논문 A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12 1992
[17] 서적 Planets Around Pulsars; Proceedings of the Conference California Institute of Technology 1993
[18] 논문 Planets orbiting Quark Nova compact remnants
[19] 간행물 The Pulsar Planets Update Astronomical Society of the Pacific 1997
[20] 논문 A comet orbiting a pulsar? http://www.astro.uni[...] 2002-10-25
[21] 웹사이트 Smallest extra-solar planet found http://news.bbc.co.u[...] BBC News 2005-02-14
[22] 논문 Discovery of pulsar planets Elsevier 2012-01
[23] 간행물 Scientists announce smallest extra-solar planet yet discovered http://live.psu.edu/[...] Pennsylvania State University 2005
[24] 논문 Masses and Orbital Inclinations of Planets in the PSR B1257+12 System http://www.iop.org/E[...]
[25] 논문
[26] 웹인용 Pulsar Planets http://www.astro.psu[...] 2005-12-30
[27] 저널 A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12 http://cdsads.u-stra[...] 1992
[28] 저널 Confirmation of Earth Mass Planets Orbiting the Millisecond Pulsar PSR B1257+12 http://adsabs.harvar[...] 1994
[29] 저널 Masses and Orbital Inclinations of Planets in the PSR B1257+12 System http://cdsads.u-stra[...] 2003
[30] 저널 Timing Observations of Four Millisecond Pulsars with the Arecibo and Effelsberg Radio Telescopes http://cdsads.u-stra[...] 2000
[31] 저널 A ''comet'' orbiting a pulsar? http://www.naic.edu/[...] 2002
[32] 뉴스 Scientists announce smallest extra-solar planet yet discovered http://live.psu.edu/[...] Pennsylvania State University 2008-10-12



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