백조자리 16 Bb
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1. 개요
백조자리 16 Bb는 1996년 발견된, 백조자리 16 B를 공전하는 외계 행성이다. 당시 발견된 외계 행성들 중 궤도 이심률이 가장 컸다. 항성의 시선 속도 변화를 통해 존재를 확인했으며, 최소 질량은 목성의 1.68배로 측정되었다. 궤도는 타원형이며, 항성에 가까울 때는 수성과 금성 사이 거리까지, 멀어질 때는 화성과 목성 궤도 중간까지 이동한다. 짝별 A의 중력으로 인해 궤도가 찌그러진 것으로 보이며, 질량은 최대 목성의 14배까지 추정된다. 궤도상 극심한 온도 변화가 예상되지만, 지구형 위성이 존재할 경우 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 제기되었다.
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| 백조자리 16 Bb | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 명칭 | 백조자리 16 Bb |
| 다른 이름 | 백조자리 ψ¹ 별 b BD+50 2848 b GJ 765.1 Bb HD 186427 b HR 7504 b HIP 96901 b SAO 31899 b TYC 3565-0125-1 b 2MASS J19415198+5031032 b |
| 별자리 | 백조자리 |
| 거리 | 69.2 ± 0.4 광년 (21.41 ± 0.24 파섹) |
| 종류 | 태양계 외 행성 거대 가스 행성 에센트릭 플래닛 |
| 발견 | |
| 발견일 | 1996년 10월 22일 |
| 발견자 | William D. Cochran, 폴 버틀러, 제프리 마시, Artie P. Hatzes |
| 발견 장소 | 미국 |
| 발견 방법 | 도플러 분광법 |
| 궤도 특성 | |
| 궤도 장반축 | 1.681 ± 0.097 천문단위 |
| 궤도 이심률 | 0.689 ± 0.011 |
| 공전 주기 | 798.5 ± 1.0 일 |
| 궤도 경사 | 45 ± 1 도 또는 135 ± 1 도 |
| 근점 인수 | 83.4 ± 2.1 도 |
| 근일점 통과 시간 | 2446549.1 ± 6.6 율리우스일 |
| 준진폭 | 50.5 ± 1.6 m/s |
| 모항성 | 백조자리 16 B |
| 물리적 특성 | |
| 질량 | 2.38 ± 0.04 목성 질량 |
| 항성 정보 | |
| 고유 운동 (적경) | -135.11 밀리초/년 |
| 고유 운동 (적위) | -163.78 밀리초/년 |
2. 발견
1996년 10월 16 백조자리 B를 공전하는 목성급 외계 행성의 발견이 공식적으로 발표되었다.[15] 이 행성은 "백조자리 16 Bb"로 명명되었다. 발견 당시 백조자리 16 Bb는 그 때까지 발견된 외계 행성들 중 궤도의 이심률이 가장 컸다.[15] 항성의 시선속도 변화를 통해 이 행성의 존재를 밝혀냈다. 지금까지 외계 행성을 발견하는 데에는 시선속도 변화법이 가장 많이 쓰였다.[15] 다만 이 방법의 단점은 행성의 최소 질량만을 알 수 있고 실제 질량이 어느 정도 되는지 정확히 알 수 없다는 것이다.[15]
1996년 10월 22일에 측정된 이 행성의 최소 질량은 목성의 1.68배였다.
궤도 경사각은 직접 측정할 수 없었고, 당시 시스템의 역학 모델이 발표되지 않았기 때문에, 최소 질량의 하한선만 결정할 수 있었다.[3]
2. 1. 발견 방법
1996년 10월 백조자리 16 주위를 목성급 행성 하나가 돌고 있다는 연구 결과가 정식으로 발표되었다.[15] 항성의 시선속도 변화를 통해 이 행성의 존재를 밝혀냈으며, 외계 행성을 발견하는 데에 시선속도 변화법이 가장 많이 쓰였다.[15] 다만 이 방법의 단점은 행성의 최소 질량만을 알 수 있고 실제 질량이 어느 정도 되는지 정확히 알 수 없다는 것이다.[15] 백조자리 16 Bb는 발견 당시 궤도의 이심률이 가장 큰 외계 행성이었다.[15]3. 공전 궤도 및 질량
태양계 행성들과는 달리 백조자리 16 Bb의 궤도는 매우 타원형이며, 항성에서 가까울 때는 0.54 천문단위로 수성과 금성 사이 거리까지 접근하나, 멀어질 때는 2.8 천문단위로 화성과 목성 궤도 중간까지 벗어난다.[16][4][11] 이처럼 이심률이 큰 이유는 짝별 A의 중력 때문으로 보인다. 혼돈 이론에 따르면 b의 궤도는 천만 년 남짓 간격을 두고 그 모양이 원에 가까워졌다가 다시 지금처럼 찌그러짐을 반복한다고 한다.[17][5]
현재 밝혀진 이 행성의 최소 질량은 목성의 1.68배로, 행성과 갈색 왜성의 경계라고 여겨지는 목성 질량의 13배에 한참 아래이다. 그런데 2001년 측성학적 관측을 한 결과 행성의 궤도가 우리 시선에 대해 173도 기울어져 있다는 결과가 나왔다.[18][6][12] 여기에 따르면 b의 질량은 최대 목성의 14배까지 불어나며 이는 가벼운 갈색 왜성 수준이 된다.[19][7][13]
3. 1. 궤도 이심률
우리 태양계 행성들 궤도와는 달리 백조자리 16 Bb의 궤도는 크게 찌그러져 있다. 항성에서 가까울 때는 0.54 천문단위로 수성과 금성 사이 거리까지 접근하나, 멀어질 때는 2.8 천문단위로 화성과 목성 궤도 중간까지 벗어난다.[16] 이처럼 이심률이 큰 이유는 짝별 A의 중력 때문이다. 혼돈 이론에 따르면 b의 궤도는 천만 년 남짓 간격을 두고 그 모양이 원에 가까워졌다가 다시 지금처럼 찌그러짐을 반복한다고 한다.[17]
3. 2. 질량
현재 밝혀진 이 행성의 최소 질량은 목성의 1.68배로, 행성과 갈색 왜성의 경계라고 여겨지는 목성 질량의 13배에 한참 아래이다. 그런데 2001년 측성학적 관측을 한 결과 행성의 궤도가 우리 시선에 대해 173도 기울어져 있다는 결과가 나왔다.[18] 여기에 따르면 b의 질량은 최대 목성의 14배까지 불어나며 이는 가벼운 갈색 왜성 수준이 된다.[19]2012년 연구에 따르면 질량이 목성의 약 2.4배라면 행성계가 안정된다는 것이 밝혀졌다. 이것은 하한 질량이 아닌 진실 질량이다. 조석 고정이 발생했다면 더욱 안정될 것으로 여겨진다.
4. 물리적 특징
직접 망원경 등으로 촬영한 것이 아니라 항성의 떨림을 통해 간접적으로 알아냈기 때문에, b의 실제 크기, 화학적 조성물, 표면 온도 등은 수수께끼이다.[20] 행성은 모항성의 측정을 통해 간접적으로만 발견되었기 때문에, 반지름, 조성, 온도와 같은 특성은 알려져 있지 않다. 2012년에는 질량이 목성의 약 2.4배라면 행성계가 안정된다는 것이 밝혀졌다. 이것은 하한 질량이 아닌 진실 질량이다. 조석 고정이 발생했다면 더욱 안정될 것으로 여겨진다.
b의 궤도는 크게 찌그러져 있기 때문에 항성에 가까이 다가갈 때는 대기가 열기 때문에 뜨거워지고 멀어지면 반대로 차갑게 식는다. 즉 b는 항성과의 거리에 따라 전 행성에 걸친 극심한 온도 변화를 겪게 된다. 이는 자전축 기울기 때문에 북반구와 남반구가 동시에 다른 계절을 겪는 지구와는 판이하게 다른 것이다. 이럼에도 불구하고 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 이 행성 주위를 만약 지구와 비슷한 암석 위성이 돈다면 행성의 1년 내내 위성 표면에 액체 물이 존재 가능하다고 한다.[20][8][14]
4. 1. 극심한 온도 변화
b의 궤도는 크게 찌그러져 있기 때문에 항성에 가까이 다가갈 때는 대기가 뜨거워지고 멀어지면 차갑게 식는다. 이는 항성과의 거리에 따라 행성 전체의 온도가 극심하게 변하는 것으로, 지구에서 자전축 기울기로 인해 계절 변화가 나타나는 것과는 다르다.[20] 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 이 행성 주위를 지구와 비슷한 암석 위성이 돈다면 행성의 1년 내내 위성 표면에 액체 물이 존재 가능하다고 한다.[20][8][14]4. 2. 위성의 존재 가능성
b의 궤도는 크게 찌그러져 있어 항성에 가까이 다가갈 때는 대기가 가열되어 뜨거워지고 멀어지면 차갑게 식는다. 이는 자전축 기울기 때문에 북반구와 남반구가 동시에 다른 계절을 겪는 지구와는 판이하게 다르다. 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 이 행성 주위를 만약 지구와 비슷한 암석 위성이 돈다면 행성의 1년 내내 위성 표면에 액체 물이 존재 가능하다고 한다.[20]5. 한국의 관련 연구
참조
[1]
웹사이트
The Extrasolar Planet Encyclopaedia — 16 Cyg B b
https://exoplanet.eu[...]
2020-08-15
[2]
학술지
Accretion of planetary matter and the lithium problem in the 16 Cygni stellar system
https://www.aanda.or[...]
2015-12-01
[3]
학술지
The Lick Observatory Planet Search
[4]
학술지
Catalog of Nearby Exoplanets
[5]
학술지
Chaotic variations in the eccentricity of the planet orbiting 16 Cygni B
[6]
학술지
Preliminary Astrometric Masses for Proposed Extrasolar Planetary Companions
[7]
학술지
Screening the Hipparcos-based astrometric orbits of sub-stellar objects
[8]
학술지
Earth-like worlds on eccentric orbits: excursions beyond the habitable zone
[9]
학술 논문
The Discovery of a Planetary Companion to 16 Cygni B
https://arxiv.org/ab[...]
1996-11-27
[10]
학술지
The Lick Observatory Planet Search
[11]
학술지
Chaotic variations in the eccentricity of the planet orbiting 16 Cygni B
[12]
학술지
Preliminary Astrometric Masses for Proposed Extrasolar Planetary Companions
http://www.iop.org/E[...]
[13]
학술지
Screening the Hipparcos-based astrometric orbits of sub-stellar objects
[14]
학술지
Earth-like worlds on eccentric orbits: excursions beyond the habitable zone
[15]
학술 논문
The Lick Observatory Planet Search
[16]
저널
Catalog of Nearby Exoplanets
http://www.iop.org/E[...]
2009-06-13
[17]
저널
Chaotic variations in the eccentricity of the planet orbiting 16 Cygni B
http://www.nature.co[...]
[18]
저널
Preliminary Astrometric Masses for Proposed Extrasolar Planetary Companions
http://www.iop.org/E[...]
2009-06-13
[19]
저널
Screening the Hipparcos-based astrometric orbits of sub-stellar objects
http://adsabs.harvar[...]
[20]
저널
Earth-like worlds on eccentric orbits: excursions beyond the habitable zone
http://journals.camb[...]
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