우주

#TRAPPIST-1

7건의 기사

This still from a video shows illustrations of the seven Earth-size planets of TRAPPIST-1, an exoplanet system about 40 light-years away, based on data current as of February 2018. Each planet is show
행성과학·태양계

중력 마이크로렌징으로 TRAPPIST-1 같은 밀집 다중행성계를 검출할 수 있을까

TRAPPIST-1처럼 초저온 왜성을 도는 밀집 다중행성계가 렌즈가 될 경우 마이크로렌징 신호가 검출 가능한지를 계산한 연구다. 4kpc 거리의 0.09 태양질량 렌즈를 가정하면 아인슈타인 반경은 약 1.21AU이고 행성들은 s = 0.010~0.051 θ_E에 놓여 렌징 영역보다 12~63배 안쪽에 위치하며, 단일 렌즈 모델을 뺀 잔차는 사중극자 항이 상쇄되어 팔중극자(q s³) 규모로 |δA/A| ~ 10⁻⁶에 그친다. 일곱 행성을 합쳐도 1mmag 정밀도에서 Δχ² ~ 10⁻³로 표준 검출 기준보다 다섯 자릿수 낮으며, 검출에는 행성 질량을 약 300배 늘려야 하지만 공명 사슬은 약 7배에서 힐 안정성 보장을 잃는다. 연구진은 낸시 그레이스 로먼 우주망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope)이 마이크로렌징으로는 이런 행성계를 검출하지 못하는 반면 같은 영역의 통과(transit) 관측으로는 다수 검출이 가능해, 두 방식 사이에 뚜렷한 감도 경계가 존재한다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Spirit Travels
행성과학·태양계

SPECULOOS 적외선 관측기 SPIRIT 첫 1년 성과 — InGaAs CMOS 검출기로 외계행성 탐사 가능성 확인

극저온 왜성(ultracool dwarf)은 온화한 지구형 외계행성을 탐지·특성화하기에 유망한 표적이지만, 복사 세기가 근적외선에서 가장 강해 SPECULOOS 등 지상 탐사에 쓰이는 실리콘 기반 CCD의 파장 한계를 넘어선다. 연구진은 SPECULOOS 남방 관측소의 칼리스토(Callisto) 망원경에 설치된 InGaAs CMOS 검출기 SPIRIT(SPeculoos InfraRed Imager for Transits)의 2022년 중반부터 2023년까지 첫 1년 운영 실측 성능을 공개했다. 73개 표적에 대한 328회 관측을 이용해 글로(glow) 효과와 불량 화소 처리 등 CMOS 전용 데이터 처리 과정을 최적화했으며, J 밴드 등급 10~13 범위의 표적에서 양호한 관측 조건일 때 1천분의 1 미만 수준의 측광 정밀도를 달성해 이론적 잡음 모델과 일치함을 확인했다. 사례 연구로 TRAPPIST-1 h의 통과(transit)를 SPIRIT의 zYJ 밴드와 CCD의 I+z 밴드로 동시에 관측한 결과와, 빠르게 자전하는 왜성 LP 944-20의 모니터링 관측을 제시했다. 연구진은 InGaAs 적외선 CMOS 검출기가 저온 항성의 지상 통과 측광에 비용 효율적이고 경쟁력 있는 기술이며, 차세대 관측기기의 핵심 요소가 될 가능성이 있다고 결론지었다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This chart shows, on the top row, artist concepts of the seven planets of TRAPPIST-1 with their orbital periods, distances from their star, radii and masses as compared to those of Earth. On the botto
천문·천체물리

충돌계수를 활용한 항성 흑점 오염 보정 가능성 — TRAPPIST-1 사례 분석

arXiv에 게재된 연구는 M형 왜성 주위 소형 행성의 투과 스펙트럼을 왜곡하는 '통과 광원(TLS) 효과'가 흑점 등 활동 영역의 위도 분포와 행성의 충돌계수(b)에 따라 어떻게 달라지는지를 TRAPPIST-1을 사례로 분석했다. 연구진의 기준 모델에 따르면 중간 정도의 b값을 갖는 외곽 행성 f, g, h는 항성 원반에서 보다 전형적인 영역을 가리기 때문에 TLS 효과의 영향을 덜 받지만, 활동 영역이 시간에 따라 진화하면서 관측 회차마다 편향이 더 크게 변할 수 있다. 연구진은 이를 근거로 대기 특성 분석에 유리한 충돌계수의 '스위트 스폿'이 존재하며, 그 위치는 활동 영역의 분포에 따라 결정된다고 제시했다. 또한 여러 행성이 서로 다른 위도를 통과하면서 남기는 통과 잔차를 통해 활동 영역의 충전율과 크기, 간격을 제약할 수 있다고 덧붙였다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Views of the Lunar Module LM-2 (A19711598000) as it appears in the National Air and Space Museum's updated Milestones of Flight Gallery (Gallery 100) in Washington, DC Record ID: nasm_A19711598000
천문·천체물리

"세 번째 방법": 컬러 위상곡선으로 온난한 암석형 외계행성 대기 특성 규명

arXiv에 공개된 논문은 제임스웹 우주망원경(JWST)의 통과 분광과 2차 식(secondary eclipse) 관측이 암석형 외계행성 대기 검출에 어려움을 겪는 상황에서 '컬러 위상곡선(color phase curve)'이라는 세 번째 방법을 제안했다. 이 방법은 행성의 열복사가 강한 장파장 적외선(예: 21마이크론) 측광값을 항성이 우세한 단파장(예: 12마이크론) 측광값으로 나누는 방식으로, 분자 흡수가 강할 수 있는 15마이크론 등은 축퇴를 줄이기 위해 피한다. 두 파장을 거의 동시에 관측한 비율을 이용해 행성의 열복사를 분리하고 항성 신호를 구분하며 기기 계통오차를 대부분 상쇄시켜, 경도 방향 열 수송을 통해 대기를 검출·특성화하는 것이 목표다. 저자들은 질량-반지름 관계와 자기모순 없는 물리 모델을 적용하면 궤도 경사각과 무관하게 경도 방향 열 수송을 측정할 수 있다고 밝혔다. 시선속도 탐사로 발견되는 지구 질량급 온난한 암석형 행성 대부분은 통과하지 않지만, 컬러 위상곡선은 통과하지 않는 동주기 자전 행성에도 적용할 수 있다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This illustration shows what the TRAPPIST-1 system might look like from a vantage point near planet TRAPPIST-1f (at right). The system has been revealed through observations from NASA's Spitzer Space
천문·천체물리

SPIRou·NIRPS 시선속도 관측으로 TRAPPIST-1 행성계 신호 첫 검출

SPIRou Legacy Survey와 NIRPS 보장관측시간(GTO) 프로그램의 근적외선 분광 관측 자료를 이용해 지구 크기 행성 7개를 거느린 TRAPPIST-1 계의 시선속도(RV) 신호가 처음으로 검출됐다. 개별 행성을 따로 검출할 만한 정밀도는 아직 없지만, 통과시간변화(TTV) 분석의 상대 질량 정보를 활용해 TRAPPIST-1 b를 대표로 삼아 행성들의 합성 RV 신호를 유의하게(ΔlnZ=7.53, 1860:1) 확인했으며, RV 반진폭 K_b=3.65 (+0.78/-0.83) m/s에 해당하는 행성 질량 1.31±0.29 지구질량은 TTV 값(1.374±0.069 지구질량)과 일치한다. NIRPS 자료는 눈선 바깥의 거대행성 존재도 제약해 토성 질량 행성은 공전주기 2.7년까지, 해왕성 질량 천체는 20일까지 배제했다. 또한 RV로 구한 항성 활동 주기 3.22 (+0.22/-0.20)일이 K2·TESS 측광 결과와 일치해 TRAPPIST-1에서 관측된 약 3.3일 주기가 항성 자전에서 비롯됐음을 확인했고, SPIRou 편광 측정으로 종방향 자기장 상한값 |B_l|<40 G(3σ)를 제시했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

All seven planets discovered in orbit around the red dwarf star TRAPPIST-1 could easily fit inside the orbit of Mercury, the innermost planet of our solar system. In fact, they would have room to spar
천문·천체물리

JWST, TRAPPIST-1 f 대기 첫 관측… 항성 흑점 오염 흔적은 없었다

JWST가 NIRISS SOSS로 총 5회의 통과(transit) 관측을 수행해 생명체 거주가능 영역에 있는 외계행성 TRAPPIST-1 f의 첫 투과 스펙트럼을 확보했다. 매 관측마다 최소 1회의 항성 플레어가 발생했지만, 안쪽 궤도 행성들과 달리 가려지지 않은 항성 표면 불균질(unocculted heterogeneity)에 의한 스펙트럼 오염 증거는 발견되지 않았다. 스펙트럼 기울기는 -365 ppm/um에서 15 ppm/um까지 나타났으며 연구진은 이를 플레어 등 항성 변동성 탓으로 해석했다. 플레어 영향이 가장 적었던 관측들은 표면 기압 약 20 mbar를 넘는 수소·헬륨(H2/He) 주도 대기를 95% 신뢰수준에서 배제했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

This graph presents measured properties of the seven TRAPPIST-1 exoplanets (labeled b through h), showing how they stack up with one another as well as with Earth and the other inner rocky worlds in o
천문·천체물리

TRAPPIST-1 항성의 원소·동위원소 존재비 첫 측정… C/O 0.60, 태양보다 높은 12C/13C

연구진은 CFHT/SPIRou의 K밴드와 Keck/NIRSPEC의 M밴드 근적외선 고분산 분광 자료를 함께 분석해 행성을 거느린 초저질량 항성 TRAPPIST-1의 항성 C/O 비와 탄소·산소 동위원소비를 처음으로 측정했다. 그 결과 금속함량 [M/H] = 0.00 ± 0.06, C/O = 0.60 ± 0.02, 12C/13C = 154(+17/-16), 16O/18O = 490(+78/-64)을 얻었다. TRAPPIST-1은 전반적으로 태양과 유사한 원소 존재비를 보였으나 12C/13C 비는 태양값보다 높았고, 비슷한 금속함량의 인근 저온 왜성 일부와 비교해도 다소 높을 가능성이 있다. C/O는 주로 K밴드에서, 동위원소 검출은 M밴드 자료에서 각각 제약됐다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)