좌표: 220hm 3 10.8s, 18° 53' 04°
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HD 209458 b

HD 209458 b
HD 209458 b
HD 209458 b와 목성의 크기 비교
디스커버리[1][2]
발견자D. 샤르보노
T. 브라운
데이비드 래섬
M. 시장
G.W. 헨리
G. 마시
R.P 버틀러
S.S. Vogt
디스커버리 사이트고고도 관측소
제네바 천문대
발견일자1999년9월9일
반지름 속도
궤도 특성[3]
0.04707AU (7,042,000km)
편심<0.0081
3.52474859(38) d
84.59396616시간
성향86.710°±0.050°
2452826.629283(87) JD
83[citation needed]
반진폭84.27+0.69-0
.
70m/s
HD 209458
물리적[3] 특성
평균반지름
1.359+0.016
−0.019
RJ
덩어리0.682+0.014-0
.
015MJ
0.333+0.014-0
.
013g/cm3
9.2 m/s2 (0.94 g)
알베도0.096±0.016 (geometric)[4]
온도1499±15K (1,226°C, 2,239°F, 일변)[5]
972±44K (699°C, 1,290°F, 야간)[5]

HD 209458 b는 페가수스자리 방향으로 지구로부터 약 157광년 떨어진 곳에 있는, 태양 아날로그 HD 209458 주위를 도는 외계 행성입니다.행성 궤도의 반지름은 0.047 AU (700만 km; 440만 mi), 또는 수성 궤도의 8분의 1 (3600만 mi; 5800만 km)입니다.이 작은 반지름은 1년으로 지구 길이 3.5일, 표면 온도는 약 1,000 °C(1,800 °F; 1,300 K)로 추정됩니다.질량은 지구의 220배(목성 질량 0.69)이고 부피는 목성의 약 2.5배입니다.HD 209458 b의 높은 질량과 부피는 이 행성이 가스 거인임을 나타냅니다.

HD 209458 b는 외계 행성 연구에서 많은 이정표를 보여줍니다.여러 범주 중 첫 번째 범주였습니다.

  • 통과하는 외계 행성
  • 두 가지 이상의 방법을 통해 발견된 최초의 행성
  • 대기를 가지고 있는 것으로 알려진 외계 행성
  • 수소 대기가 증발하는 것으로 관측되는 외계 행성
  • 산소와 탄소를 포함하는 대기를 가지고 있는 것으로 발견된 외계 행성
  • 분광학적으로 직접 관측된 최초의 두 외계 행성 중 하나
  • 초폭풍 측정된 최초의 외계 가스 거인
  • 행성의 질량을 직접 결정하는,[6] 궤도 속도를 측정한 최초의 행성.

새로운 이론적 모델을 적용한 결과, 2007년 4월 현재, [7][8][9][10]이 행성은 대기 에 수증기를 가지고 있는 것으로 발견된 최초의 외계 행성으로 여겨지고 있습니다.

2014년 7월 NASA는 태양과 비슷한 [11]별 주위를 도는 HD 209458 b와 두 개의 다른 외계 행성(HD 189733 bWASP-12b)에서 매우 건조한 대기를 발견했다고 발표했습니다.

HD 209458 b는 이집트 [12][13]의 이름을 따서 "오시리스"라는 별명이 붙여졌습니다.이 별명은 IAU에 의해 인정되었지만, 2023년 현재 공식적인 고유 [14]명칭으로 승인되지 않았습니다.

탐지 및 발견

트랜짓

분광학적 연구는 1999년 11월 5일 HD 209458 주위에 행성의 존재를 처음으로 밝혀냈습니다.천문학자들은 행성이 항성의 표면을 가로질러 지나가는 것에 의해 야기되는 밝기의 감소를 관찰할 수 있기를 바라며 행성들에 의해 궤도를 돌고 있는 것으로 알려진 몇 개의 별들에 대한 광도 측정을 신중하게 했습니다.이를 위해서는 행성의 궤도가 지구와 별 사이를 통과할 수 있도록 기울어져야 하며 이전에는 통과가 감지되지 않았습니다.

발견 직후, 티모시 브라운 등 데이비드 샤르보노가 이끄는 팀과 그레고리 W가 이끄는 팀이 따로 있었습니다. 헨리는 항성 표면을 가로지르는 행성의 통과를 감지할 수 있었고, 이 행성은 최초로 알려진 통과 외계 행성이 되었습니다.1999년 9월 9일과 16일, 샤르보노의 연구팀은 HD 209458의 밝기가 1.7% 감소한 것을 측정했는데, 이는 행성이 항성을 가로질러 이동하기 때문이라고 합니다.11월 8일, 헨리 팀은 부분 통과를 관찰했고,[15] 입구만 보았습니다.처음에 그들의 결과에 확신을 갖지 못했던 헨리 그룹은 샤르보노가 9월에 성공적으로 전체 운송을 목격했다는 소문을 우연히 들은 후에 그들의 결과를 서둘러 출판하기로 결정했습니다.두 팀의 논문은 Astrophysical Journal의 같은 호에 동시에 게재되었습니다.각각의 통과는 약 3시간 동안 지속되며, 이 기간 동안 행성은 항성 표면의 약 1.5%를 덮습니다.

히파르코스 위성은 이 별을 여러 번 관측했는데, 이를 통해 천문학자들은 HD 209458 b의 공전 주기를 3.524736일로 [16]매우 정확하게 계산할 수 있었습니다.

분광학

분광 분석 결과 이 행성의 질량은 목성[17]약 0.69배였습니다.통과 현상의 발생으로 천문학자들은 이전에 알려진 어떤 외계 행성에서도 가능하지 않았던 그 행성의 반지름을 계산할 수 있었고, 그것은 목성의 반지름보다 약 35% 더 큰 것으로 밝혀졌습니다.이전에 그들의 모항성에 특히 가까운 뜨거운 목성들은 그들의 외부 대기의 극심한 가열로 인해 이러한 종류의 팽창을 보일 이라는 가설이 있었습니다.조석 가열은 궤도의 이심률로 인해 지난 10억 [18]년 동안 더 이심률이 높았을지도 모릅니다.

직접 탐지

2005년 3월 22일, NASA는 이 행성의 적외선이 스피처 우주 망원경에 의해 측정되었다는 뉴스를 발표했는데, 이는 외계 행성의 빛을 직접적으로 감지한 최초의 것입니다.이것은 모항성의 일정한 빛을 빼고 행성이 별 앞을 지나 그 뒤로 가려지면서 행성 자체에서 나오는 빛의 척도를 제공함으로써 이루어졌습니다.이 관측을 통한 새로운 측정 결과 행성의 온도는 최소 750°C (1,020 K; 1,380 °F)로 밝혀졌습니다.HD 209458 b의 거의 원형 궤도도 확인되었습니다.

HD 209458 b의 통과.

분광 관측

2007년 2월 21일 NASA와 네이처는 HD 209458 [19][20]b가 스펙트럼을 직접 관측한 최초의 두 외계 행성 중 하나라고 발표했습니다.이것은 오랫동안 행성의 대기에 대한 영향을 통해 외계 생명체를 찾되 지각이 없는 생명체를 찾을 수 있는 최초의 메커니즘으로 여겨졌습니다.나사 고다드 우주비행센터의 제레미 리차드슨이 이끄는 연구진은 HD 209458 b의 대기를 7.5에서 13.2 마이크로미터 범위에서 분광 측정했습니다.그 결과는 여러 가지 면에서 이론적 예상을 뒤엎었습니다.스펙트럼은 대기 중 수증기를 의미하는 10 마이크로미터의 피크를 가질 것으로 예측되었지만, 그러한 피크는 존재하지 않아 감지 가능한 수증기가 없음을 나타냅니다.9.65 마이크로미터에서 예상치 못한 또 다른 최고점이 관측되었는데, 이는 이전에 관측되지 않았던 규산염 먼지 구름 때문이라고 연구원들은 보고 있습니다.7.78 마이크로미터에서 또다시 예상치 못한 최고점이 발생했는데, 이에 대해 조사관들은 설명을 하지 않았습니다.제트추진연구소의 마크 스웨인이 이끄는 별도의 연구팀은 리처드슨 등의 자료를 재분석했고, 리처드슨 등의 논문이 나왔을 때 그들의 결과를 아직 발표하지는 않았지만 비슷한 결과를 내놓았습니다.

2010년 6월 23일, 천문학자들은 HD 209458 [21]b의 대기에서 초강력 폭풍(최대 풍속 7,000 km/h)을 측정했다고 발표했습니다.ESO의 초대형 망원경과 일산화탄소 가스에 대한 강력한 CRIRES 분광기에 의해 행해진 매우 정밀한 관측은 그것이 극도로 뜨거운 낮 쪽에서 지구의 더 차가운 밤 쪽으로 엄청난 속도로 흐르고 있음을 보여줍니다.이 관측은 또한 또 다른 흥미로운 "첫 번째"를 가능하게 하는데, 즉 외계 행성 자체의 궤도 속도를 측정하여 행성의 [6]질량을 직접적으로 측정할 수 있습니다.

2021년 현재, 서로 다른 기구들이 찍은 행성 대기의 스펙트럼은 금속이 부족한 대기, 흑체 평형[22] 이하의 온도 또는 평형을 벗어난 대기 [23]화학을 나타내는 매우 일관성이 없습니다.

로테이션

2008년 8월, HD 209458 b의 로시터-맥라흘린 효과와 그에 따른 스핀 궤도각의 측정값은 -4.4 ± 1.[24][25]

2012년 연구에서는 스핀 궤도 각도를 -5±[26]로 업데이트했습니다.

물리적 특성

예술가의 HD 209458의 인상 b

성층권과 상층운

이 대기는 행성의 [27]중심에서 1.29 목성 반경의 1바 압력에 있습니다.

압력이 33±5 밀리바인 경우 대기가 맑으며(아마도 수소) 레일리 효과를 감지할 수 있습니다.이 압력에서 온도는 2,200 ± 260K(1,900 ± 260°C, 3,500 ± 470°F)[27]입니다.

궤도를 도는 극미가변성과 STAR 망원경의 진동에 의한 관측은 처음에 행성의 반사율을 0.3 이하로 제한시켰으며, 이는 이 행성을 놀랍게도 어두운 물체로 만들었습니다.(이후 기하학적 알베도는 0.038 ± 0.[28]045로 측정되었습니다.)이에 비해 목성의 알베도는 0.52로 훨씬 높습니다.이는 HD 209458 b의 상부 구름층이 목성의 것보다 덜 반사하는 물질로 만들어졌거나, 아니면 지구의 어두운 [29]바다처럼 들어오는 구름과 레일리 산란물이 없다는 것을 의미합니다.그 이후 모델들은 대기의 꼭대기와 맨틀을 둘러싸고 있는 뜨겁고 고압적인 가스 사이에 차가운 [30][31]가스층이 존재한다는 것을 보여주었습니다.이것은 어둡고 불투명한 뜨거운 구름의 외피를 의미합니다; 보통 바나듐과 티타늄 산화물로 구성되어 있다고 생각되지만, 톨린과 같은 다른 화합물들은 [30]아직 배제할 수 없습니다.2016년의 한 연구에 따르면 고도가 높은 구름 덮개는 약 57%[32]의 덮개로 패치가 된 것으로 나타났습니다.레일리를 산란시키는 가열된 수소는 성층권의 꼭대기에 있습니다. 구름갑판의 흡수 부분은 25 밀리바([33]millibar)에 떠 있습니다.

외권

2001년 [34]11월 27일, 천문학자들은 허블 우주 [35]망원경으로 관측한 결과를 이용해 행성 대기 중 나트륨을 검출했다고 발표했습니다.이것은 태양계 바깥의 행성 대기가 [36]측정된 최초의 것이었습니다.나트륨 라인의 중심부는 50밀리바 압력에서 [37]마이크로바까지 이어집니다.이는 HD 189733 [38]b의 나트륨 양의 약 3분의 1에 해당하는 것으로 밝혀졌습니다.

추가 데이터는 2020년과 마찬가지로 HD 209458[39] b의 대기 중 나트륨의 존재를 확인하지 못했습니다.

2003-4년, 천문학자들은 허블 우주 망원경 이미징 분광기를 사용하여 행성 주변에서 수소, 탄소, 산소이루어진 거대한 타원체 외피를 발견했습니다.수소 외권은 행성 반지름 1.32 R보다 훨씬 큰 거리 R=3.1 R까지 뻗어 있습니다. 이 온도와 거리에서 입자 속도의 맥스웰-볼츠만 분포탈출 속도보다 더 빠른 속도로 움직이는 원자의 상당한 "꼬리"를 만들어냅니다.이 행성은 초당 약 1억~5억 kg (0.2억~10억 lb)의 수소를 잃고 있는 것으로 추정됩니다.외피를 통과하는 별빛의 분석은 더 무거운 탄소와 산소 원자들이 행성의 증발하는 수소 대기가 만들어내는 극도의 "유체역학적 항력"에 의해 행성에서 불어오고 있다는 것을 보여줍니다.이 행성에서 흘러나오는 수소 꼬리의 길이는 대략 지름과 맞먹는 약 200,000 km (100,000 mi)입니다.

이러한 유형의 대기 손실은 약 0.1 AU (1천만 킬로미터, 9백만 마일)보다 가까운 태양과 비슷한 별들의 궤도를 도는 모든 행성에서 공통적으로 나타날 수 있다고 생각됩니다.HD 209458 b는 완전히 증발하지는 않지만, 추정 수명 50억 년 동안 [41]질량의 약 7%를 잃었을 수도 있습니다.외계가 에 의해 이온화되고 자기장은 이온[42]손실로부터 포함하기 때문에 행성의 자기장이 이러한 손실을 막을 수 있을지도 모릅니다.

대기 조성

2007년 4월 10일 로웰 천문대의 트래비스 바먼(Travis Barman)은 HD 209458 b의 대기에 수증기가 포함되어 있다는 증거를 발표했습니다.이전에 발표된 허블 우주 망원경의 측정과 새로운 이론적 모델들의 조합을 사용하여, Barman은 그 행성의 [7][43][44]대기에서 물이 흡수된다는 강력한 증거를 발견했습니다.그의 방법은 행성이 행성 앞을 지나갈 때 별에서 대기를 직접 통과하는 빛을 모델로 만들었습니다.그러나 이 가설은 아직 확인을 위해 조사 중입니다.

바먼은 허블 우주 망원경으로부터 하버드 대학의 학생인 헤더 너트슨이 찍은 데이터와 측정값을 바탕으로 그 행성의 대기 중에 물이 흡수될 가능성을 보여주기 위해 새로운 이론 모델을 적용했습니다.이 행성은 3일 반에 한 번씩 모항성 주위를 돌고 있는데, 매번 모항성 앞을 지날 때마다 대기가 별에서 지구 방향으로 지나가는 빛을 어떻게 직접 흡수하는지 살펴봄으로써 대기 내용물을 분석할 수 있습니다.

연구의 요약에 따르면, 그러한 외계 행성에서의 대기수 흡수는 가시 스펙트럼의 파장에 비해 적외선 스펙트럼의 한 부분에 걸쳐 그것의 외관을 더 크게 만듭니다.바먼은 HD 209458 b에 대한 크누트슨의 허블 데이터를 수집하여 의 이론적 모델에 적용하였고, 알려진 바에 따르면 행성의 대기 중에 물이 흡수되는 것을 발견했습니다.

4월 24일 허블을 관측한 팀을 이끈 천문학자 데이비드 샤르보노(David Charbonneau)는 망원경 자체가 이론적 모델이 물의 존재를 암시하는 변화를 가져온 것일 수 있다고 경고했습니다.그는 앞으로 몇 [45]달 안에 더 많은 관찰을 통해 문제가 해결되기를 희망했습니다.2007년 4월 현재 추가적인 조사가 진행 중입니다.

2009년 10월 20일, JPL의 연구원들은 대기 [46][47]중에서 수증기, 이산화탄소, 메탄발견을 발표했습니다.

2021년에 얻은 정제된 스펙트럼에서 수증기, 일산화탄소, 시안화수소, 메탄, 암모니아[48]아세틸렌이 검출되었으며, 이는 모두 탄소 대 산소 몰비가 1.0으로 매우 높습니다(태양의 C/O 몰비는 0.55입니다).만약 사실이라면, HD 209458 b[49]탄소 행성의 대표적인 예가 될 것입니다.

자기장

2014년, HD 209458 b 주위의 자기장이 행성에서 수소가 증발하는 방식으로부터 추론되었습니다.이것은 외계 행성에서 자기장을 (간접적으로) 발견한 첫 번째 사례입니다.이 자기장은 목성의 [50][51]10분의 1 정도로 추정됩니다.

'뜨거운 목성' 외계 행성 비교 (아티스트 컨셉)

왼쪽 위부터 오른쪽 아래까지: WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1bHD 209458b.

참고 항목

  • 51 페가수스 b
  • YZ Ceti 자기장 증거가 있는 또 다른 태양계외 행성
  • HAT-P-11b 자기장 증거가 있는 또 다른 태양계외 행성
  • Tau Boötis b 자기장 증거가 있는 또 다른 태양계외 행성

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