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우주 이야기 529 - 삼성계 주변의 행성



(This artist's impression shows a view of the triple star system HD 131399 from close to the giant planet orbiting in the system. The planet is known as HD 131399Ab and appears at the lower-left of the picture.Located about 340 light years from Earth in the constellation of Centaurus (The Centaur), HD 131399Ab is about 16 million years old, making it also one of the youngest exoplanets discovered to date, and one of very few directly imaged planets. With a temperature of around 580 degrees Celsius and having an estimated mass of four Jupiter masses, it is also one of the coldest and least massive directly imaged exoplanets. Credit: ESO/L. Calçada)


 애리조나 대학의 천문학자들이 340광년 떨어진 외계 행성의 이미지를 직접 담는데 성공했습니다. 현재까지 발견된 수천 개의 외계 행성 가운데 직접 이미지 촬영 (direct image)에 성공한 것은 얼마 되지 않는데, HD 131399Ab의 경우 지금까지 관측된 것 가운데 가장 차가운 외계 행성이라고 합니다. 그리고 제목에서처럼 삼성계에 존재하고 있습니다.


 보통 외계 행성은 지구에서 직접 관측하기에는 매우 어두운 천체입니다. 관측이 가능하려면 이 행성이 매우 뜨거운 경우같이 특별한 경우에 가능합니다. 가시 광선보다 긴 파장에서 관측이 가능하기 때문입니다. 


 HD 131399Ab 역시 그런 경우로 목성의 4배 정도 되는 행성이지만, 모성에서 거리가 지구 - 명왕성 거리의 두 배 수준 (80 AU) 이라 사실 반사되는 빛 만으로 관측은 불가능에 가깝습니다. 대신 표면 온도가 섭씨 580도 정도로 뜨거워 관측이 가능했던 것입니다. 사실 이 정도면 지금까지 직접 관측된 외계 행성 가운데 가장 온도가 낮다고 하네요. 


 이 행성계는 생긴지 1600만년 밖에 되지 않은 매우 어린 행성계입니다. 따라서 아직 행성이 다 식지 않은 것이죠. HD 131399Ab의 모성은 태양보다 80% 정도 큰 별로 이 외계 행성은 550년 주기로 별 주변을 공전하고 있습니다. 


 HD 131399A에서 300AU 정도 떨어진 위치에는 동반성 B/C가 존재합니다. 이 두 별은 10AU (태양에서 토성 거리) 정도 떨어진 쌍성계로 HD 131399A와 질량 중심을 기준으로 140년 주기로 서로 공전합니다. (아래 참조) 


(This graphic shows the orbit of the planet in the HD 131399 system (red line) and the orbits of the stars (blue lines). Credit: ESO)



(동영상) 


 따라서 이 삼성계는 사실 쌍성계와 동반성으로 구성된 이중 성계라고 할 수 있으며 HD 131399Ab는 HD 131399A 주변 행성입니다. 그러나 먼 공전 거리로 인해 동반성 B/C의 중력 간섭을 받을 수 있는 위치이기도 하죠. 그럼에도 이 행성은 비교적 안정된 궤도를 공전하는 것으로 보입니다. 


 우주에는 사실 우리가 상상하는 것 이상으로 복잡할 것입니다. 만약 HD 131399A 주변에 우리가 알지 못하는 지구 같은 행성이 존재한다면 이 행성에서는 세 개의 태양 (물론 하나는 크고 나머지는 작지만) 이 뜨고 지는 장면을 목격할 수 있을 것입니다. 


 참고 


"Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System", by K. Wagner et al., to appear online in the journal Science on 7 July 2016. science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaf9671 




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