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목동자리 타우

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1. 개요

목동자리 타우는 지구에서 약 51광년 떨어진 쌍성계로, 황백색 왜성인 목동자리 타우 A와 적색 왜성인 목동자리 타우 B로 구성되어 있다. 1997년에는 외계 행성 목동자리 타우 b가 발견되었는데, 이 행성은 항성의 자전 주기와 공전 주기가 동기화되어 있다. 목동자리 타우 A는 자기장의 극성이 변화하는 것이 관측된 몇 안 되는 별 중 하나이며, 122일의 자기 활동 주기를 가진다. 1997년 R. 폴 버틀러가 이끄는 천문학자 팀이 목동자리 타우 주변을 도는 행성 목동자리 타우 Ab를 발견했으며, 이 행성은 주성에 매우 가까운 거리에서 공전하는 뜨거운 목성형 행성이다. 국제 천문 연맹은 이 별계에 대한 명칭을 부여하는 과정에서 논란이 있었고, 이로 인해 외계 행성 명명 과정의 공정성에 대한 논의가 있었다.

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목동자리 타우
식별
타우 부츠 별자리 내 위치
타우 부츠 별자리 내 위치 (원으로 표시)
관측 정보
시대J2000.0
별자리목동자리
겉보기 등급4.50 (4.46에서 4.52)
특징
분광형F6V + M2
변광성 여부의심됨
천체 측정
시선 속도알 수 없음
고유 운동 (적경)-468.923 (95)
고유 운동 (적위)+63.469 (74)
연주 시차64.0470
연주 시차 오차0.1093
절대 등급3.38
궤도 요소 (τ Boo B)
기준τ Boo A 기준
공전 주기2420에서 2587까지 947
긴반지름14.1에서 8.8까지 3.9
궤도 이심률0.87에서 0.04
궤도 경사47.2에서 2.7까지 3.7
승교점 경도191.8에서 3.3까지 4.7
근일점 인수290.7에서 13까지 10
세부 정보
구성 요소 1τ Boo A
질량1.35 ± 0.03 M☉
반지름1.42 ± 0.02 R☉
광도3.06 ± 0.16 L☉
표면 온도6387 ± 44 K
표면 중력4.26 ± 0.06
금속 함량 [Fe/H]0.25 ± 0.03
자전 주기3.2 ± 0.2 일
자전 속도14.27 ± 0.06 km/s
나이1.3 (+0.4/-0.6) × 10^9 년
구성 요소 2τ Boo B
질량0.49 ± 0.02 M☉
반지름0.48 ± 0.05 R☉
표면 온도3580 ± 90 K
자전 속도5.0 km/s
표면 중력4.90
금속 함량 [Fe/H]+0.21
명칭
기타 명칭τ Boo
4 Boötis
ADS 9025
BD+18°2782
CCDM 13473+1727
FK5 507
GC 18637
GCTP 3144.00
GJ 527
HD 120136
HIP 67275
HR 5185
LTT 14021
SAO 100706
NSV 6444

2. 항성계 구성원

(MJ)공전궤도 반지름
(AU)공전주기
()이심률b>7-80.053.3120.01



목동자리 타우는 쌍성계이다. 주성은 황백색 왜성 (분광형 F6V)이며, 반성은 어두운 적색 왜성 (분광형 M2)이다. 이 항성계는 비교적 가까워서 거리가 약 51 광년이다. 주성은 어두운 하늘에서는 맨눈으로 쉽게 관측할 수 있다. 반성 B는 태양 질량과 반지름의 약 절반 정도이며, 주성을 평균 약 220 AU 거리에서 공전하지만 궤도 이심률이 매우 커서 약 28 AU까지 근접하기도 한다. 공전 주기는 약 2400년으로 추정된다.

2. 1. 목동자리 타우 A

주성인 목동자리 타우 A는 분광형 F7V의 황백색 왜성이다. 태양보다 질량이 35% 더 크고 42% 더 크며, 따라서 약간 더 밝고 뜨겁다. 나이는 약 13억 년으로 태양보다 젊다. 태양보다 질량이 크기 때문에 수명은 60억 년 미만으로 짧다. 목동자리 타우는 태양 외에 자기장의 극성이 변화하는 것을 관측한 최초의 별이다. 또한 변광성으로 의심받고 있다. 이 별의 자기 활동 주기는 122일로 태양 주기보다 훨씬 짧다.

1997년 외계 행성 목동자리 타우 b가 발견되었다.[1] 이 행성은 공전 주기와 항성의 자전 주기가 동기화되어 있다는 특징을 가지며, 이러한 현상이 확인된 최초의 행성이다.

쌍성 상대인 B성의 중력적 교란 때문에, A성에서 4.38AU보다 먼 궤도에 있는 행성은 안정된 궤도를 유지할 수 없다고 계산되었다. 한편 A성 주위의 생물권은 1.92-3.30AU의 범위로 여겨지며, B성의 교란에도 불구하고 A성 주위에 생물권 행성이 존재할 가능성이 있다.

2. 2. 목동자리 타우 B

목동자리 타우 B는 분광형 M2V의 어두운 적색 왜성으로, 태양 질량과 반지름의 약 절반 정도이다. 주성 A로부터 평균 220 AU 거리에서 공전하지만, 궤도 이심률이 약 0.87로 매우 커서 약 28 AU까지 근접하기도 한다. 공전 주기는 약 2400년으로 추정된다.

A성이 미치는 중력적 섭동 때문에, B성에서 7.21AU 이상 떨어진 궤도에 있는 행성은 안정된 궤도를 유지할 수 없다고 계산되었다. 반면에 B성 주위의 생물권은 0.19-0.33AU 범위에 있다고 여겨지며, A성의 섭동에도 불구하고 B성 주위에 생물권 행성이 존재할 가능성이 있다.[2]

3. 행성계

1997년 타우 주변을 도는 행성 '''목동자리 타우 Ab'''가 발견되었다. 타우 Ab는 특이한 존재로, 보통의 경우 행성이 항성의 기조력에 의해 조석 고정 현상을 일으키는데 목동자리 타우 A는 행성을 향하여 조석 고정 현상을 보이고 있다. 따라서 행성과 항성은 서로 같은 면을 바라보면서 함께 공전자전을 하게 된다. b 외에 더 먼 궤도를 공전하는 행성의 존재가 예측되고 있다.

목동자리 타우의 행성
행성명질량
(MJ)
공전궤도 반지름
(AU)
공전주기
()
이심률
b>7-80.053.3120.01


3. 1. 목동자리 타우 Ab

1996년 R. 폴 버틀러가 이끄는 천문학자 팀은 목동자리 타우 Ab를 발견했다. 이 행성은 항성의 기조력에 의해 조석 고정되는 일반적인 경우와 달리, 목동자리 타우 A가 행성을 향해 조석 고정되는 특이한 현상을 보인다. 따라서 행성과 항성은 서로 같은 면을 바라보며 공전자전을 하는데, 실제 타우 Ab와 타우 A의 공전주기 및 자전주기는 3.3일로 같다.

'''목동자리 타우의 행성'''
행성명질량
(MJ)
공전궤도 반지름
(AU)
공전주기
()
이심률
b>7-80.053.3120.01



이 행성은 1997년에 발견되었으며,[1] 목동자리 타우 b라는 이름이 붙여졌다. 공전 주기와 항성의 자전 주기가 동기화된 최초의 행성이다.

목동자리 타우 b는 게자리 55 b, 안드로메다자리 웁실론 b와 함께 발견되었다. 이들은 핫 쥬피터 또는 웜 쥬피터에 해당하지만, 당시에는 이러한 용어가 없어 페가수스자리 51 b를 따라 "페가수스자리 51번 별형 행성"으로 불렸다.[1]

3. 2. 추가 행성의 가능성

1997년 목동자리 타우 Ab가 발견된 이후, 더 먼 궤도를 도는 행성의 존재 가능성이 제기되고 있다. 약 5,000일 주기로 별을 공전하는 또 다른 행성의 징후가 발견되었으나, 이는 기기적 효과 또는 별의 자기 활동 주기 때문일 가능성도 있어 추가적인 관측과 분석이 필요하다.

목동자리 타우의 행성
행성명질량
(MJ)
공전궤도 반지름
(AU)
공전주기
()
이심률
b>7-80.053.3120.01


4. 명칭 논란

국제 천문 연맹이 외계 행성과 그 모항성에 고유한 이름을 부여하기 위한 공개 절차인 NameExoWorlds에서, 목동자리 타우별 행성계(항성 A와 행성 b)는 고유 이름이 없는 행성계 중 하나로 선정되었다. 이 절차에는 새 이름에 대한 대중의 지명과 투표가 포함되었고, 2015년 12월 중순에 국제 천문 연맹은 새 이름을 발표할 예정이었다.

그러나 국제 천문 연맹은 이 행성계에 대한 투표를 무효화했다. 가장 많은 표를 얻은 이름은 항성 A에 대해서는 "쉬리 람 맛", 행성 b에 대해서는 "바가바티데비"였다. 이 이름들은 인도의 사회 사상가 부부의 이름에서 따온 것인데, 정치적/종교적 활동과 관련된 이름은 사용할 수 없다는 국제 천문 연맹의 규칙에 어긋났다.

투표 과정에서 규칙에 위반되는 제안도 그대로 투표 대상이 되는 문제점이 있었다. 목동자리 타우별 행성계 외에도 "다른 천체의 명칭과 유사하지 않다"는 규칙을 위반하고도 1위를 한 제안들이 있었지만, 이들은 변경된 어형이나 유의어로 승인되었다. 투표 자체가 무효가 된 것은 이 별계뿐이었다.[3]

이 사건은 외계 행성 명명 과정의 공정성과 투명성에 대한 논의를 불러일으켰다. 이후 2019년에 진행된 외계 행성 명명 캠페인 대상 100개의 행성계에는 목동자리 타우별 행성계가 포함되지 않았다.[4]

5. 생명체 존재 가능성

목동자리 타우 A별의 생물권은 1.92-3.30 au 범위로 여겨지며, 쌍성 상대인 B성의 중력적 교란에도 불구하고 A성 주위에 생물권 행성이 존재할 가능성이 있다.[2] B성 주위의 생물권은 0.19-0.33 au 범위에 있다고 여겨지며, A성의 섭동에도 불구하고 B성 주위에 생물권 행성이 존재할 가능성이 있다.[2]

참조

[1] 논문
[2] 논문
[3] 웹사이트 'Statistics 2015 | IAU100 Name ExoWorlds - An IAU100 Global Event' http://www.nameexowo[...] 국제천文学連合 2015
[4] 웹사이트 'List of stars and planets | NameExoworlds' http://www.nameexowo[...] 국제천文学連合 2019



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