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케플러-37

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목차

1. 개요

케플러-37은 거문고자리에 위치한 G형 주계열성으로, 지구에서 약 209광년 떨어진 곳에 있다. 이 별은 태양과 유사한 특성을 가지지만, 질량과 반지름, 표면 온도가 더 작다. 케플러-37에는 현재까지 4개의 외계 행성이 발견되었으며, 이 중 케플러-37b는 발견 당시 알려진 가장 작은 외계 행성이었다. 케플러-37b, c, d는 지구형 행성으로 추정되며, e는 존재 여부가 불확실하다. 케플러-37 행성계는 2012년 케플러 우주 망원경을 통해 발견되었으며, 지구 크기의 행성을 감지할 수 있음을 보여주는 중요한 발견으로 평가받고 있다.

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  • 케플러-37 - 케플러-37C
    케플러-37c는 케플러-37을 공전하는 지구형 암석 행성으로, 수성과 비슷한 크기이며, 케플러-37과 가까워 표면 온도가 높아 생명체가 존재하기 어려울 것으로 추정된다.
  • 항성 - 항성 핵합성
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  • 거문고자리 - 큰개자리
    큰개자리는 오리온의 사냥개로 묘사되며, 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스를 포함하고 있고, 다양한 밝은 별들과 천체들을 품고 있는 별자리이다.
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케플러-37
기본 정보
케플러 37계의 행성과 달, 태양계 행성의 크기 비교
케플러 37계의 행성(케플러-37e 제외)과 달, 수성, 화성, 지구와의 크기 비교.
별자리거문고자리
겉보기 등급9.710
분광형G8V
위치 정보
시선 속도-30.92 ± 0.20 km/s
고유 운동 (적경)-60.396 mas/yr
고유 운동 (적위)48.657 mas/yr
시차15.6253 mas
거리약 209 광년 (약 66 파섹)
물리적 특징
질량0.79+0.033−0.03 M☉
반지름0.789+0.0064−0.0056 R☉
표면 온도5357 ± 68 K
금속 함량-0.36 ± 0.05 [Fe/H]
자전 속도1.1 ± 1.1 km/s
나이7.6+3.4−3.1 Gyr
식별 정보
명칭KOI-245
KIC 8478994
TYC 3131-1199-1
BD+44 3020
2MASS J18561431+4431052
GSC 03131-01199
Gaia DR2 2106674071344722688
SIMBADhttp://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=Kepler-37
EPEhttp://exoplanet.eu/catalog/Kepler-37/
KIC8478994

2. 항성

케플러-37은 거문고자리에 위치한 G형 주계열성으로, 지구에서 약 209광년 떨어져 있다. '''UGA-1785''', '''KOI-245''', '''KIC-8478994''' 등으로도 불린다. 태양과 유사한 분광형을 가지지만, 질량은 태양의 약 80.3%, 반지름은 태양의 약 77%로 더 작고, 표면 온도도 5,417K (5144℃)로 약간 낮다. 금속성은 태양의 절반 정도이며, 나이는 약 60억 년으로 추정된다. 케플러-37은 별 진동 연구(항성지진학)를 통해 측정된 가장 작은 별 중 하나이다.

3. 행성계

케플러-37에는 현재까지 4개의 외계 행성이 발견되었다.


  • '''b''': 2013년 2월에 발견되었으며, 발견 당시 알려진 가장 작은 외계 행성이었다. 지름은 약 3,865km로 달보다 약간 크며, 지구의 약 0.303배이다. 수성보다도 작다. 케플러-37을 약 0.1 AU 거리에서 13일마다 한 번 공전한다. 암석 표면을 가지고 있으며, 너무 작고 별에 너무 가까워 물이나 대기를 유지할 수 없을 것으로 보인다. 표면 온도는 약 700K (427℃)로 추정된다.
  • '''c''': 지구 지름의 약 3/4 크기이며, 약 21일마다 0.14 AU 바로 아래의 거리에서 공전한다. 너무 별에 가까워 액체 상태의 물을 지탱할 수 없다.
  • '''d''': 지구 지름의 약 2배이다. 약 40일 만에 거의 0.21 AU의 거리에서 공전한다. 2021년 연구에서는 시선 속도를 통해 약 의 질량을 발견했지만, 2023년 연구에서는 질량 상한선이 에 불과하다고 결론 내렸다. 어느 경우든 암석 행성이 아니라, 휘발성 물질이 풍부한 저밀도 행성이다.
  • '''e''': 2014년에 발견되었다. 케플러-37로부터 0.25AU 거리를 51.2일로 공전하고 있다는 것뿐이다.


세 개의 내부 행성(b, c, d)의 공전 주기는 5:8:15 평균 운동 공명 관계에 거의 가깝다(1% 이내).

3. 1. 케플러-37b

케플러-37b는 2013년 2월에 발견된 외계 행성으로, 발견 당시 알려진 외계 행성 중 가장 작은 크기였다. 지름은 약 3,865km로 달보다 약간 크며, 지구의 약 0.303배이다. 수성보다도 작은 크기이다. 케플러-37 항성계에서 가장 안쪽 궤도를 돌며, 공전 주기는 약 13일이다. 항성과의 거리는 약 0.1 AU로 매우 가깝기 때문에 표면 온도는 약 700K (427℃)에 달한다. 이러한 환경은 태양계의 수성과 매우 유사하며, 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다.

케플러-37b는 암석으로 구성된 지구형 행성으로 추정되지만, 통과법 관측으로는 질량을 정확히 알 수 없다. 시선 속도 관측을 통해 지구 질량의 0.01배에서 6배 사이로 추정되지만, 크기를 고려할 때 지구 질량을 초과하지는 않을 것으로 보인다.

3. 2. 케플러-37c

케플러-37c는 지구 지름의 약 4분의 3 크기(9465km)인 암석 행성으로, 지구형 행성으로 추정된다. 케플러-37로부터 약 0.14 AU 떨어진 거리에서 약 21일 주기로 공전한다. 이로 인해 표면 온도는 560K (287℃)까지 가열되어 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다.

3. 3. 케플러-37d

케플러-37d는 지구 지름의 약 2배 크기이며, 약 40일 주기로 항성을 공전한다. 궤도 반지름은 약 0.21 AU이다. 케플러-37d는 슈퍼 지구 또는 핫 넵튠(뜨거운 해왕성형 행성)일 가능성이 있다. 2021년 연구에서는 시선 속도 관측을 통해 케플러-37d의 질량이 지구의 약 5.4배로 추정되었으나, 2023년 연구에서는 2배 이하라는 상한선이 제시되었다.

3. 4. 케플러-37e

케플러-37e는 2014년에 통과 시간 변화(Transit Timing Variation, TTV)를 통해 존재가 보고된 행성이다.[14] 공전 주기는 약 51일이며, 궤도 반지름은 약 0.25AU로 추정된다.[14] 궤도 이심률, 궤도 경사각, 질량, 반지름은 알려지지 않았다.[14]

하지만 이후 연구에서 통과 신호나 TTV 신호가 감지되지 않아 존재 여부가 불확실하며, 2021년 연구에서는 "확인된 행성" 지위에서 제외해야 한다는 주장이 제기되었다. 2023년 연구에서는 51일 주기의 행성 존재 가능성에 대한 증거가 미약하며, 추가적인 행성 존재 가능성도 제기되었다.

3. 5. 행성계 특징

2013년 2월에 케플러-37b, 케플러-37c, 케플러-37d가 발견되었고, 2014년에는 케플러-37e가 발견되었다.[14] 행성계 중 b와 c는 지구와 같은 지구형 행성이며, d는 슈퍼 지구 또는 핫 넵튠일 가능성이 있다.[14]

케플러-37b는 지름이 지구의 0.303배(3865km)로, 수성보다 작고 달보다 약간 크다.[14] 0.1 AU 거리에서 약 2주 만에 공전하여 표면 온도는 700K(427℃)에 달한다.[14] 케플러-37c는 지구보다 작은 암석 행성으로, 지름은 지구의 0.742배(9465km)이다.[14] 0.137AU 거리를 3주 이상 공전하며, 표면 온도는 560K(287℃)이다.[14] 케플러-37d는 지구 지름의 약 2배 크기인 슈퍼 지구 또는 핫 넵튠이다.

케플러-37e는 0.25AU 거리를 51.2일 주기로 공전한다.[14]

이 세 행성의 공전 주기는 5:8:15 평균 운동 공명 관계에 가깝다. 2015년에는 세이건 행성 보도 확장을 위해 케플러-37d 위치에 기지를 설치하는 방안이 제안되기도 했다.

4. 발견

케플러-37 행성계는 2012년 9월 케플러 우주 망원경이 통과 현상을 이용하여 발견했으며, 2013년 2월에 공식 발표되었다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 행성 신호의 오류 확률이 0.05% 미만(3σ)임을 확인하고, 행성계의 안정성을 검증했다.

케플러 우주 망원경 팀의 천체 물리학자 토마스 바클레이는 이 발견이 거주 가능한 행성 탐색에 "정말 좋은 소식"이라 평했다. 이는 망원경이 지구 크기의 행성을 감지할 수 있음을 보여주기 때문이다.[9] NASA 과학자 잭 리사우어는 케플러-37b의 발견이 "작은 행성이 흔하며, 더 많은 행성들이 기다리고 있음을 시사한다"고 언급했다.[10] 칼텍의 천문학자 존 존슨은 이 발견이 몇 년 전에는 "상상할 수 없었을 것"이며, 망원경이 천문학자들의 우주에 대한 그림을 혁신했다고 말했다.[9]

별 진동 연구는 White Dwarf Research Corporation이 운영하는 비영리 별 입양 프로그램을 통해 부분적으로 자금이 지원되었다.[11]

2014년에는 공전 주기 51일의 네 번째 행성(케플러-37e)이 통과 시간 변화를 기반으로 보고되었으나, 이후 연구에서 통과 또는 통과 시간 변화(TTV) 신호가 감지되지 않아 2021년 연구에서는 "확인된 행성" 지위를 박탈해야 한다고 주장했다. 2023년 연구에서는 51일 주기의 행성 후보 유무에 따른 시스템 모델링 결과, 방사 속도에서 해왕성 질량 이하 행성에 대한 미미한 증거가 발견되었고, 더 긴 주기의 행성 후보에 대한 증거도 발견되었지만, 추가 행성은 확인되지 않았다.

5. 한국의 관점

참조

[1] 웹사이트 Kepler Host Star Characteristics https://archive.stsc[...] STSI 2012-02-24
[2] 뉴스 Planets in Kepler-37 star system designated ‘UGA-1785’ by NASA https://news.uga.edu[...]
[3] 뉴스 211 light years away, star system named for UGA https://www.onlineat[...]
[4] 웹사이트 Kepler-37, Open Exoplanet catalogue http://www.openexopl[...]
[5] 웹사이트 Smallest Alien Planet Kepler-37b Explained (Infographic) http://www.space.com[...]
[6] 문서 Masses more than a few times that of the Moon result in unphysically high densities.
[7] 뉴스 Tiniest Planet Yet Discovered by NASA Outside our Solar System http://www.sciencewo[...] 2013-02-21
[8] 웹사이트 Tompkins County Strategic Tourism Planning Board http://www.tompkinsc[...] 2015-04-15
[9] 뉴스 NASA, using Kepler space telescope, finds smallest planet yet http://www.latimes.c[...] 2013-02-21
[10] 간행물 NASA's Kepler Mission Discovers Tiny Planet System http://www.nasa.gov/[...] NASA 2012-02-20
[11] 뉴스 Astronomers Find the Tiniest Exoplanet Yet http://www.slate.com[...] Slate 2013-02-20
[12] 논문 A sub-Mercury-sized exoplanet http://arxiv.org/pdf[...] アストロフィジカルジャーナル 2013-05-24
[13] 웹사이트 SIMBAD Basic data:KOI-245 https://simbad.u-str[...]
[14] 웹사이트 Kepler Discovery Table http://kepler.nasa.g[...] 2015-07-23


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