글리제 436 b

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1. 개요
2. 발견
3. 물리적 특징
- 3.1. 내부 구조
- 3.2. 대기
4. 궤도 특징
- 4.1. 궤도 이심률
- 4.2. 궤도 경사각
5. 명칭
참조

1. 개요

글리제 436 b는 2004년 시선 속도법을 사용하여 발견된 외계 행성이다. 해왕성과 비슷한 질량을 가지고 있으며, 표면 온도가 약 439도로 매우 높다. 뜨거운 얼음, 암석 핵, 수소 및 헬륨 대기 등으로 구성되었을 것으로 추정되며, 대기에는 일산화탄소가 풍부하고 메탄이 부족한 특징을 보인다. 궤도 주기는 약 2일 15.5시간이며, 궤도면은 주성의 적도면과 어긋나 있을 가능성이 있다. 2023년 6월 국제천문연맹에 의해 체로키어 단어에서 유래된 '아워할리'라는 이름을 얻었다.

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글리제 436 b
명칭
명칭	글리제 436 b / 아워할리
원래 이름	Gliese 436 b / Awohali
이미지
아워할리와 해왕성의 크기 비교
발견
발견 참고 자료	참고
발견자	버틀러, 보그트, 마시 외
발견 장소	미국, 캘리포니아
발견일	2004년 8월 31일
발견 방법	시선 속도, 통과
궤도 특성
궤도 긴반지름	0.028 ± 0.01 AU
궤도 이심률	0.152 ± 0.009 -0.008
공전 주기	2.643904 ± 0.000005 일
궤도 경사	85.8 ± 0.21 -0.25 도
근점 통과 시간	2451552.077
근일점 인수	325.8 ± 5.5 -5.7
준진폭	17.38 ± 0.17
모항성	노쿠이시
물리적 특성
평균 반지름	4.327 ± 0.183 R⊕
질량	21.36 ± 0.20 -0.21 M⊕
밀도	1.51 g/cm3
표면 중력	1.18 g
평형 온도	712 K (439 °C, 822 °F)

2. 발견

워싱턴 카네기 재단의 폴 버틀러 박사와 캘리포니아 버클리 대학교 제오프리 마시 연구진이 2004년 시선 속도법을 사용하여 글리제 436 b를 발견했다. 게자리 55 e와 함께 글리제 436 b는 해왕성과 비슷한 질량을 지닌 행성으로 기록되었다.

2007년 스위스 제네바 대학교(University of Geneva)의 마이클 길론이 이끄는 연구팀은 글리제 436 b가 모항성 앞을 통과하는 현상(통과 현상)을 관측했다. 통과 관측을 통해 행성의 정확한 질량과 반지름을 측정했는데, 두 물리적 수치 모두 해왕성과 유사했다. 글리제 436 b는 통과 현상을 보이는 외계 행성들 중 가장 질량이 작기도 하다. 이 행성의 지름은 천왕성보다 4000km, 해왕성보다 5000km 더 크며 질량은 근소하게 더 크다.

3. 물리적 특징

글리제 436 b는 해왕성과 비슷한 크기와 질량을 가진 외계 행성이다.

표면 온도는 약 712,000로 측정되었는데, 이는 예상보다 훨씬 높은 온도이다.^[9] 과학자들은 조석력과 온실 효과가 이러한 높은 온도를 유발하는 원인으로 추정하고 있다.^[10]

글리제 436 b의 구성 성분에 대해서는 여러 가설이 제기되고 있다. 초기에는 뜨거운 "얼음"이 주성분일 것으로 예측되었으나,^[11] 이후 연구에서는 얼음 외에 수소와 헬륨 층이 존재하거나, 밀집된 암석 핵을 가질 수 있다는 가능성이 제시되었다.

3. 1. 내부 구조

글리제 436 b는 지구보다 훨씬 큰 행성으로, 내부는 여러 층으로 구성되어 있을 것으로 추정된다.^[9]^[14]^[15]

처음에는 고압 상태의 뜨거운 "얼음"이 주요 구성 성분으로 예측되었고,^[11] 행성의 중력 때문에 높은 온도에도 고체 상태를 유지할 것으로 생각되었다.^[12] 그러나 이후 연구에 따르면 얼음만으로는 관측된 크기를 설명하기에 충분하지 않았다. 따라서 얼음 위에 질량의 최대 10%를 차지하는 수소와 헬륨 층이 존재할 것으로 추정된다.^[9]^[14] 혹은 소량의 수소로 둘러싸인 밀집된 암석 핵으로 구성되어 있을 수도 있다.^[15]

3. 2. 대기

스피처 우주 망원경 관측 결과, 글리제 436 b의 대기에는 일산화탄소가 풍부하고 메테인(CH₄)이 ~7,000배 부족한 것으로 나타났다. 이는 대기가 열화학적 불균형 상태에 있음을 시사한다.^[16]^[17]^[18]^[19] 현재 모델에 따르면, 글리제 436 b 정도의 온도에서는 대기 중 탄소가 일산화탄소보다 메탄 형태로 존재하는 것이 일반적이기 때문이다.

2015년 6월, 과학자들은 글리제 436 b의 대기가 증발하여 행성 주변에 거대한 구름을 형성하고, 모항성의 복사열로 인해 9e6mi 길이의 긴 꼬리가 발생한다고 보고했다.^[22]

4. 궤도 특징

글리제 436 b는 모항성인 누쿼시 주위를 약 2일 15.5시간 만에 한 바퀴 공전하며, 궤도는 누쿼시의 자전과 일치하지 않을 가능성이 높다.^[18] 글리제 436 b의 궤도면은 주성의 적도면과 어긋나 있는 것으로 추정된다.

4. 1. 궤도 이심률

글리제 436 b의 궤도 이심률은 행성계 진화 모델과 일치하지 않는다. 시간이 지남에 따라 이심률을 유지하려면 다른 행성의 존재를 고려해야 한다.^[9]^[24]

네이처에 게재된 한 연구에 따르면 글리제 436 b의 궤도는 주성의 적도에 거의 수직(103.2도 기울어짐)이며,^[25] 궤도의 이심률과 불일치는 아직 감지되지 않은 동반 행성과의 상호 작용으로 인해 발생했을 수 있다고 제안한다. 이러한 상호 작용으로 인한 안쪽 이동은 거대한 외기권을 유지하는 대기 탈출을 유발했을 수 있다.

4. 2. 궤도 경사각

2017년 Nature^영어지에 발표된 논문에서는, 글리제 436 b의 궤도는 주성의 적도면에 대해 거의 수직이라는 보고가 있다.^[25] 이에 따르면, 이 행성이 가진 큰 궤도 경사각과 이심률은, 미검출된 행성과의 중력적인 상호 작용의 결과라고 생각된다. 이 중력적인 상호 작용에서는 글리제 436 b의 궤도 안쪽으로의 이동도 일어났다고 하며, 이것에 의해 대기의 소실이 유발되었다고 생각된다.

5. 명칭

2022년 8월, 이 행성과 그 모항성은 세 번째 NameExoWorlds 프로젝트에서 명명될 20개의 시스템에 포함되었다.^[7] 미국 팀이 제안하여 승인된 이름은 2023년 6월에 발표되었다. 글리제 436 b는 체로키어로 "독수리"를 뜻하는 '''아워할리'''로, 모항성은 "별"을 뜻하는 '''노퀴시'''로 명명되었다.

제임스 웹 우주 망원경의 우선 관측 목표 후보였던 외계 행성 중 20개의 행성과 그 모성을 공모를 통해 명명하는 "외계 행성 명명 캠페인 2022 (NameExoWorlds 2022)"에서 글리제 436과 글리제 436b는 명명 대상 행성계 중 하나였다. 이 캠페인은 국제 천문 연맹(IAU)이 "지속 가능한 발전을 위한 국제 기초 과학의 해(IYBSSD2022)"의 참가 기관 중 하나이기 때문에 기획되었다. 2023년 6월, IAU에서 최종 결과가 공표되어 글리제 436은 '''노퀴시'''(Noquisi), 글리제 436b는 '''아워할리'''(Awohali)로 명명되었다. 노퀴시는 체로키어로 "별"을 의미한다. 아워할리는 체로키가 "독수리"를 나타내는 단어 중 하나로, 전사의 기도를 태양에 전달하는 독수리가 부족과 위대한 영혼의 연결을 증명하는 태양이 입맞춘 꼬리 깃털을 가지고 돌아온다는 체로키 전설에서 유래되었으며, 꼬리 깃털은 글리제 436b에서 감지된 혜성의 꼬리처럼 흩어지는 대기를 암시한다.

참조

_[1] 논문 Transit infrared spectroscopy of the hot neptune around GJ 436 with the Hubble Space Telescope 2008
_[2] 논문 Dynamical evolution of the Gliese 436 planetary system - Kozai migration as a potential source for Gliese 436b's eccentricity 2012-08-01
_[3] 웹사이트 Release 13-383 - NASA's Hubble Sees Cloudy Super-Worlds With Chance for More Clouds http://www.nasa.gov/[...] 2013-12-31
_[4] 논문 Extrasolar planets: Cloudy with a chance of dustballs 2014-01-01
_[5] 논문 A featureless transmission spectrum for the Neptune-mass exoplanet GJ 436b 2014-01-01
_[6] 논문 Clouds in the atmosphere of the super-Earth exoplanet GJ 1214b 2014-01-01
_[7] 웹사이트 List of ExoWorlds 2022 https://www.nameexow[...] International Astronomical Union 2022-08-08
_[8] 논문 New observations and a possible detection of parameter variations in the transits of Gliese 436b 2008
_[9] 논문 Spitzer Transit and Secondary Eclipse Photometry of GJ 436b 2007
_[10] 논문 Tidal Heating of Extra-Solar Planets 2008
_[11] 뉴스 Strange alien world made of "hot ice" https://www.newscien[...] New Scientist 2007-05-06
_[12] 뉴스 Hot "ice" may cover recently discovered planet https://www.reuters.[...] Scientific American.com 2007-05-16
_[13] 논문 The impact of nonthermal loss processes on planet masses from Neptunes to Jupiters http://www.cosis.net[...] 2007
_[14] 논문 A Hubble Space Telescope transit light curve for GJ 436b http://www.aanda.org[...] 2008
_[15] 논문 Ocean Planet or Thick Atmosphere: On the Mass-Radius Relationship for Solid Exoplanets with Massive Atmospheres 2008-02
_[16] 논문 Possible thermochemical disequilibrium in the atmosphere of the exoplanet GJ 436b 2010-04-22
_[17] 웹사이트 GJ436b - Where's the methane? http://planets.ucf.e[...] 2010-05-14
_[18] 논문 A Spitzer Transmission Spectrum for the Exoplanet GJ 436b 2011
_[19] 논문 Thermochemical and Photochemical Kinetics in Cooler Hydrogen Dominated Extrasolar Planets 2011
_[20] 뉴스 Helium-Shrouded Planets May Be Common in Our Galaxy http://www.spacedail[...] SpaceDaily 2015-06-16
_[21] 논문 A Giant Comet-like Cloud of Hydrogen Escaping from the warm Neptune-mass Exoplanet GJ 436b 2015-06-25
_[22] 뉴스 A Planet with a Tail Nine Million Miles Long https://www.nytimes.[...] 2015-06-25
_[23] 웹사이트 Hubble sees atmosphere being stripped from Neptune-sized exoplanet http://www.spacetele[...] 2015-06-25
_[24] 논문 Observational Consequences of the Recently Proposed Super-Earth Orbiting GJ436 2008
_[25] 논문 The polar orbit of the warm Neptune GJ 436b seen with VLT/ESPRESSO
_[26] 저널 http://xxx.lanl.gov/[...]
_[27] 저널 http://www.journals.[...]
_[28] 서적
_[29] 뉴스 http://space.newscie[...]
_[30] 뉴스 http://www.sciam.com[...]

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