WASP-33B
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1. 개요
WASP-33b는 2010년 슈퍼WASP 프로젝트에 의해 발견된 외계 행성으로, 항성 HD 15082를 1.22일 주기로 공전한다. 2012년 연구를 통해 궤도가 별의 적도면과 크게 어긋나 역행 운동을 하는 것으로 밝혀졌다. WASP-33b는 성층권을 가지며, 대기에서 일산화 타이타늄, 중성 철, 실리콘 등이 검출되었다. 2020년에는 대기에서 강한 바람이 관측되었고, 주간 대기 중 물은 수산화기 라디칼로 해리된다. 또한, 모항성의 높은 자전 속도로 인해 궤도 운동이 일반 상대성 이론의 영향을 받는다.
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| WASP-33B | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
| 이름 | WASP-33b |
| 다른 이름 | HD 15082 b |
| 행성 종류 | 뜨거운 목성 |
| 발견 연도 | 2010년 |
| 발견 방법 | 통과법 |
| 발견자 | WASP |
| 모항성 | HD 15082 |
| 궤도 정보 | |
| 궤도 긴반지름 | 0.02555 ± 0.00017 AU () |
| 공전 주기 | 1.21987089 ± 0.00000015 일 () |
| 궤도 경사 | 87.67 ± 1.81° |
| 물리적 특징 | |
| 반지름 | 1.497 ± 0.095 RJ |
| 질량 | 2.81 ± 0.53 MJ |
| 알베도 | 0.369 ± 0.050 |
| 표면 온도 | 2,710 ± 50 K |
2. 발견
2010년, 슈퍼WASP 프로젝트는 항성 HD 15082를 공전하는 외계 행성의 발견을 발표했다. 이 발견은 1.22일마다 발생하는, 행성이 항성 앞을 지나가는 식을 감지하여 이루어졌다.
2012년 로시터-맥러플린 효과를 이용한 연구에서 WASP-33b의 궤도가 별의 적도면과 크게 어긋나 있으며, 그 정도가 -107.7°에 달해 역행 운동을 하고 있음이 밝혀졌다.[2] 근성점 노드는 709년 주기로 세차 운동을 한다.[3]
3. 궤도
3. 1. 궤도의 특징 및 변화
로시터-맥러플린 효과를 이용한 2012년 연구에서 WASP-33b의 궤도가 별의 적도면과 크게 어긋나 있으며, 그 정도가 −107.7°에 달해 역행 운동을 하고 있음이 밝혀졌다.[2] 근성점 노드는 709년 주기로 세차 운동을 한다.[3]
4. 물리적 특징
2015년 6월, 미국 항공 우주국(NASA)은 WASP-33B가 성층권을 가지고 있으며, 대기에는 성층권을 생성하는 일산화 타이타늄이 포함되어 있다고 보고했다. 산화티타늄은 가시광선 및 자외선 방사선을 강하게 흡수하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이며, 이는 대기를 가열하고 뜨거운 대기에서 기체 상태로 존재할 수 있다.[5][6] 이는 이후 8.2m 스바루 망원경에 장착된 고분산 분광기를 통해 얻은 데이터를 사용하여 고해상도 분광 기술로 확인되었다.[7] 2020년에 얻은 더 높은 품질의 데이터로는 다른 관측 설정을 사용하더라도 일산화 타이타늄의 검출을 재현할 수 없었다. 일산화 타이타늄 부피 혼합 비율의 상한값만 1 ppb와 같음을 얻을 수 있었다.[8] 이후 연구에서는 HARPS-N으로는 감지할 수 없는 농도이긴 하지만 WASP-33b 대기에서 일산화 타이타늄의 존재를 재확인했다.
중성 철[9][10] 과 실리콘[11] 또한 검출되었다.
2020년에는 2차 식(행성이 별에 의해 가려질 때)을 감지하여 행성의 질량과 표면 전체의 온도 프로파일을 측정했다. ''WASP-33B''는 대기에 강한 바람이 불어 금성과 유사하게 가장 뜨거운 지점이 서쪽으로 28.7±7.1도 이동한다. 평균 풍속은 열권에서 8.5+2.1 −1.9 km/s이다.[12] 조명된 쪽 밝기 온도는 3014±60K이고, 밤쪽 밝기 온도는 1605±45K이다.[1]
수소 발머선 흡수에 의해 발생하는 대기 탈출은 상대적으로 적어, 10억 년당 약 1~10 지구 질량에 달한다.[13]
WASP-33b의 주간 대기 중 물은 높은 온도 때문에 대부분 수산화기 라디칼로 해리되며, 이는 행성 방출 스펙트럼에서 나타났으며 태양계 외부 행성에서 처음으로 감지된 수산화기 라디칼이었다.[14][15]
4. 1. 대기
2015년 6월, 미국 항공 우주국(NASA)은 WASP-33B가 성층권을 가지고 있으며, 대기에는 성층권을 생성하는 일산화 타이타늄이 포함되어 있다고 보고했다. 일산화 타이타늄은 가시광선 및 자외선 방사선을 강하게 흡수하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이며, 이는 대기를 가열하고 뜨거운 대기에서 기체 상태로 존재할 수 있다.[5][6] 이는 이후 8.2m 스바루 망원경에 장착된 고분산 분광기를 통해 얻은 데이터를 사용하여 고해상도 분광 기술로 확인되었다.[7] 2020년에 얻은 더 높은 품질의 데이터로는 다른 관측 설정을 사용하더라도 일산화 타이타늄의 검출을 재현할 수 없었다. 일산화 타이타늄 부피 혼합 비율의 상한값만 1 ppb와 같음을 얻을 수 있었다.[8] 이후 연구에서는 HARPS-N으로는 감지할 수 없는 농도이긴 하지만 WASP-33b 대기에서 일산화 타이타늄의 존재를 재확인했다.중성 철 [9] [10] 과 실리콘[11] 또한 검출되었다.
2020년에는 2차 식(행성이 별에 의해 가려질 때)을 감지하여 행성의 질량과 표면 전체의 온도 프로파일을 측정했다. ''WASP-33B''는 대기에 강한 바람이 불어 금성과 유사하게 가장 뜨거운 지점이 서쪽으로 28.7±7.1도 이동한다. 평균 풍속은 열권에서 8.5+2.1 −1.9 km/s이다.[12] 조명된 쪽 밝기 온도는 3014±60K이고, 밤쪽 밝기 온도는 1605±45K이다.[1]
수소 발머선 흡수에 의해 발생하는 대기 탈출은 상대적으로 적어, 10억 년당 약 1~10 지구 질량에 달한다.[13]
WASP-33b의 주간 대기 중 물은 높은 온도 때문에 대부분 수산화기 라디칼로 해리되며, 이는 행성 방출 스펙트럼에서 나타났으며 태양계 외부 행성에서 처음으로 감지된 수산화기 라디칼이었다.[14][15]
4. 1. 1. 구성 성분
2015년 6월, 미국 항공 우주국(NASA)은 이 외계 행성이 성층권을 가지고 있으며, 대기에는 성층권을 생성하는 일산화 타이타늄이 포함되어 있다고 보고했다. 일산화 타이타늄은 가시광선 및 자외선 방사선을 강하게 흡수하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이며, 이는 대기를 가열하고 뜨거운 대기에서 기체 상태로 존재할 수 있다.[5][6] 이는 이후 8.2m 스바루 망원경에 장착된 고분산 분광기를 통해 얻은 데이터를 사용하여 고해상도 분광 기술로 확인되었다.[7] 2020년에 얻은 더 높은 품질의 데이터로는 다른 관측 설정을 사용하더라도 일산화 타이타늄의 검출을 재현할 수 없었다. 일산화 타이타늄 부피 혼합 비율의 상한값만 1 ppb와 같음을 얻을 수 있었다.[8] 이후 연구에서는 HARPS-N으로는 감지할 수 없는 농도이긴 하지만 WASP-33b 대기에서 일산화 타이타늄의 존재를 재확인했다.중성 철 [9] [10] 과 실리콘[11] 또한 검출되었다.
2020년에는 2차 식(행성이 별에 의해 가려질 때)을 감지하여 행성의 질량과 표면 전체의 온도 프로파일을 측정했다. ''WASP-33b''는 대기에 강한 바람이 불어 금성과 유사하게 가장 뜨거운 지점이 서쪽으로 28.7±7.1도 이동한다. 평균 풍속은 열권에서 8.5+2.1 −1.9 km/s이다.[12] 조명된 쪽 밝기 온도는 3014±60K이고, 밤쪽 밝기 온도는 1605±45K이다.[1]
수소 발머선 흡수에 의해 발생하는 대기 탈출은 상대적으로 적어, 10억 년당 약 1~10 지구 질량에 달한다.[13]
WASP-33b의 주간 대기 중 물은 높은 온도 때문에 대부분 수산화기 라디칼로 해리되며, 이는 행성 방출 스펙트럼에서 나타났으며 태양계 외부 행성에서 처음으로 감지된 수산화기 라디칼이었다.[14][15]
4. 1. 2. 온도
2015년 미국 항공 우주국(NASA)은 이 외계 행성이 성층권을 가지고 있으며, 대기에는 성층권을 생성하는 일산화 타이타늄이 포함되어 있다고 보고했다. 일산화 타이타늄은 가시광선 및 자외선 방사선을 강하게 흡수하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이며, 이는 대기를 가열하고 뜨거운 대기에서 기체 상태로 존재할 수 있다.[5][6] 이는 이후 8.2m 스바루 망원경에 장착된 고분산 분광기를 통해 얻은 데이터를 사용하여 고해상도 분광 기술로 확인되었다.[7] 2020년에 얻은 더 높은 품질의 데이터로는 다른 관측 설정을 사용하더라도 일산화 타이타늄의 검출을 재현할 수 없었다. 일산화 타이타늄 부피 혼합 비율의 상한값만 1 ppb와 같음을 얻을 수 있었다.[8] 이후 연구에서는 HARPS-N으로는 감지할 수 없는 농도이긴 하지만 WASP-33b 대기에서 일산화 타이타늄의 존재를 재확인했다.중성 철 [9] [10] 과 실리콘[11] 또한 검출되었다.
2020년에는 2차 식(행성이 별에 의해 가려질 때)을 감지하여 행성의 질량과 표면 전체의 온도 프로파일을 측정했다. ''WASP-33B''는 대기에 강한 바람이 불어 금성과 유사하게 가장 뜨거운 지점이 서쪽으로 28.7±7.1도 이동한다. 평균 풍속은 열권에서 8.5+2.1 −1.9/s이다.[12] 조명된 쪽 밝기 온도는 3014±60K이고, 밤쪽 밝기 온도는 1605±45K이다.[1]
수소 발머선 흡수에 의해 발생하는 대기 탈출은 상대적으로 적어, 10억 년당 약 1~10 지구 질량에 달한다.[13]
WASP-33b의 주간 대기 중 물은 높은 온도 때문에 대부분 수산화기 라디칼로 해리되며, 이는 행성 방출 스펙트럼에서 나타났으며 태양계 외부 행성에서 처음으로 감지된 수산화기 라디칼이었다.[14][15]
4. 1. 3. 바람
2015년 6월, 미국 항공 우주국(NASA)은 WASP-33B가 성층권을 가지고 있으며, 대기에는 성층권을 생성하는 일산화 타이타늄이 포함되어 있다고 보고했다. 일산화 타이타늄은 가시광선 및 자외선 방사선을 강하게 흡수하는 몇 안 되는 화합물 중 하나이며, 이는 대기를 가열하고 뜨거운 대기에서 기체 상태로 존재할 수 있다.[5][6] 이는 이후 8.2m 스바루 망원경에 장착된 고분산 분광기를 통해 얻은 데이터를 사용하여 고해상도 분광 기술로 확인되었다.[7] 2020년에 얻은 더 높은 품질의 데이터로는 다른 관측 설정을 사용하더라도 일산화 타이타늄의 검출을 재현할 수 없었다. 일산화 타이타늄 부피 혼합 비율의 상한값만 1 ppb와 같음을 얻을 수 있었다.[8] 이후 연구에서는 HARPS-N으로는 감지할 수 없는 농도이긴 하지만 WASP-33b 대기에서 일산화 타이타늄의 존재를 재확인했다.중성 철 [9] [10] 과 실리콘[11] 또한 검출되었다.
2020년에는 2차 식(행성이 별에 의해 가려질 때)을 감지하여 행성의 질량과 표면 전체의 온도 프로파일을 측정했다. ''WASP-33b''는 대기에 강한 바람이 불어 금성과 유사하게 가장 뜨거운 지점이 서쪽으로 28.7±7.1도 이동한다. 평균 풍속은 열권에서 8.5+2.1 −1.9 km/s이다.[12] 조명된 쪽 밝기 온도는 3014±60K이고, 밤쪽 밝기 온도는 1605±45K이다.[1]
수소 발머선 흡수에 의해 발생하는 대기 탈출은 상대적으로 적어, 10억 년당 약 1~10 지구 질량에 달한다.[13]
WASP-33b의 주간 대기 중 물은 높은 온도 때문에 대부분 수산화기 라디칼로 해리되며, 이는 행성 방출 스펙트럼에서 나타났으며 태양계 외부 행성에서 처음으로 감지된 수산화기 라디칼이었다.[14][15]
5. 비케플러적 운동
모항성 HD 15082의 높은 자전 속도를 고려할 때, WASP-33b의 궤도 운동은 별의 거대한 타원율과 일반 상대성 이론의 효과에 의해 측정 가능한 방식으로 영향을 받을 수 있다.[1]
먼저, 별의 왜곡된 모양은 중력장이 일반적인 뉴턴의 역제곱 법칙에서 벗어나게 한다. 이는 태양에도 적용되며, 수성 궤도의 세차 운동의 일부는 이 효과 때문이다. 그러나 WASP-33b의 경우 9 × 109배 더 클 것으로 추정된다.[1]
다른 효과들 또한 WASP-33b에 더 클 것이다. 특히, 일반 상대성 이론적 관성 틀 끌림에 의한 세차 운동은 수성보다 WASP-33b에서 3 × 105배 더 클 것으로 예상되는데, 수성에서는 아직 관측하기에는 너무 작다. HD 15082의 타원율은 행성 통과 시간의 10년 분석을 통해 1% 정확도로 측정될 수 있다고 주장되어 왔다.[1] 행성의 타원율에 의한 효과는 적어도 한 자릿수 작으며, 행성의 적도와 궤도면 사이의 알려지지 않은 각도에 따라 달라지므로 감지할 수 없을 수도 있다. 관성 틀 끌림의 효과는 그러한 실험으로 측정하기에는 약간 작다.
모항성의 타원율에 의해 발생하는 WASP-33b의 결점 세차 운동은 2021년에 측정되었다. HD 15082의 중력 사중극 모멘트는 6.73×10−5로 밝혀졌다. 비케플러식 세차 운동은 500배 작을 것으로 예상되지만, 아직 감지되지 않았다.[16]
5. 1. 모항성의 영향
WASP-33b의 궤도 운동은 모항성 HD 15082의 높은 자전 속도로 인해 별의 거대한 타원율과 일반 상대성 이론의 효과에 의해 측정 가능한 수준으로 영향을 받는다.[1]별의 왜곡된 모양은 중력장이 뉴턴의 역제곱 법칙에서 벗어나게 한다. 이는 태양에도 적용되며, 수성 궤도의 세차 운동 일부도 이 효과 때문이다. 하지만 WASP-33b의 경우 이 효과가 배 더 클 것으로 추정된다.[1]
일반 상대성 이론적 관성 틀 끌림에 의한 세차 운동은 수성보다 WASP-33b에서 배 더 클 것으로 예상된다.[1] HD 15082의 타원율은 행성 통과 시간의 10년 분석을 통해 1% 정확도로 측정될 수 있다고 알려져 있다.[1]
모항성의 타원율에 의해 발생하는 WASP-33b의 결점 세차 운동은 2021년에 측정되었다. HD 15082의 중력 사중극 모멘트는 6.73×10−5이다.[16] 비케플러식 세차 운동은 500배 작을 것으로 예상되지만, 아직 감지되지 않았다.[16]
5. 2. 일반 상대성 이론의 영향
참조
[1]
논문
TESS unveils the phase curve of WASP-33b. Characterization of the planetary atmosphere and the pulsations from the star
[2]
논문
Obliquities of Hot Jupiter host stars: Evidence for tidal interactions and primordial misalignments
https://iopscience.i[...]
2022-03-28
[3]
논문
Nodal Precession of WASP-33b for Eleven Years by Doppler Tomographic and Transit Photometric Observations
2022-03-03
[4]
웹사이트
Hottest planet is hotter than some stars
https://www.newscien[...]
2015-06-12
[5]
웹사이트
NASA's Hubble Telescope Detects 'Sunscreen' Layer on Distant Planet
https://www.nasa.gov[...]
2022-03-28
[6]
논문
Spectroscopic Evidence for a Temperature Inversion in the Dayside Atmosphere of the Hot Jupiter WASP-33b
https://iopscience.i[...]
2022-03-28
[7]
논문
High-resolution Spectroscopic Detection of TiO and a Stratosphere in the Day-side of WASP-33b
2017-12-01
[8]
논문
Search for TiO and Optical Nightside Emission from the Exoplanet WASP-33b
2020-07-31
[9]
논문
Detection of Fe I Emission in the Dayside Spectrum of WASP-33b
[10]
논문
Detection of Fe and evidence for TiO in the dayside emission spectrum of WASP-33b
[11]
논문
Silicon in the dayside atmospheres of two ultra-hot Jupiters
[12]
논문
Time-resolved rotational velocities in the upper atmosphere of WASP-33 b
[13]
논문
Detection of the hydrogen Balmer lines in the ultra-hot Jupiter WASP-33b
https://www.aanda.or[...]
2022-03-28
[14]
논문
First Detection of Hydroxyl Radical Emission from an Exoplanet Atmosphere: High-dispersion Characterization of WASP-33b Using Subaru/IRD
[15]
논문
A Spectroscopic Thermometer: Individual Vibrational Band Spectroscopy with the Example of OH in the Atmosphere of WASP-33b
2023-08-01
[16]
논문
The GAPS Programme at TNG
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