예술가의 그림은 TOI 1338 시스템의 별들이 식쌍성을 이루는 것을 보여줍니다. (제공:NASA의 고다드 우주 비행 센터/Chris Smith) 우리 태양계에서 행성은 별인 태양 주위를 공전합니다. 그것은 모두 훌륭하고 깔끔하지만 때로는 행성이 두 개의 별 주위를 공전합니다. 이를 순환바이너리 시스템이라고 하며 매우 드뭅니다. 지금까지 천문학자들은 그러한 시스템을 하나만 발견했습니다. 이제 국제적인 천문학자 팀이 두 번째를 만들었습니다.
행성 블루스
순환계는 스타워즈 시리즈를 통해 대중화되었습니다. 스타워즈에서 아나킨과 루크 스카이워커의 고향인 타투인은 두 개의 별을 공전합니다.
천문학자들은 BEBOP(Binaries Escorted By Orbiting Planets) 계획의 이름을 따서 행성 이름을 BEBOP-1c라고 명명했습니다. 카우보이 비밥(Cowboy Bebop)은 가장 유명한 SF 애니메이션 작품 중 하나이기 때문에 여기에 또 다른 문화적 참고 자료가 숨겨져 있을 수 있습니다.
문화를 제쳐두고 BEBOP-1c가 상주하는 시스템을 TOI-1338이라고 합니다. 그것은 우리가 발견한 두 번째 쌍권계일 뿐입니다.
2020년에 과학자들은 NASA의 TESS 우주 망원경의 데이터를 사용하여 동일한 시스템에서 쌍성 행성 TOI-1338b를 발견했습니다. 이 행성은 통과 방법을 사용하여 식별되었습니다. 행성이 별 앞을 지나갈 때 별의 광도가 약간 어두워집니다. 하지만 대중교통수단에는 한계가 있습니다.
"통과 방법을 통해 우리는 TOI-1338b의 크기를 측정할 수 있었지만 행성의 가장 기본적인 매개변수인 질량은 측정할 수 없었습니다."라고 The Open University의 연구원이자 수석 저자인 Matthew Standing이 말했습니다.
BEBOP 팀은 당시 도플러 방법이라는 다른 탐지 방법을 사용하여 이미 이 시스템을 모니터링하고 있었습니다.
도플러와 질량
워블 방법 또는 방사형 속도 방법이라고도 하는 이 방법은 별의 속도를 정확하게 측정하는 데 의존합니다. 별을 공전하는 행성은 이 속도에 영향을 미칠 수 있습니다. 연구자들은 작은 변화를 측정함으로써 행성을 감지하고 이러한 행성의 질량을 추정할 수 있습니다. 이는 미셸 마요르(Michel Mayor)와 디디에 쿠엘로즈(Didier Queloz)가 2019년 노벨 물리학상을 수상한 최초의 외계 행성 발견으로 이어진 것과 동일한 방법입니다.
칠레 아타카마 사막에 위치한 망원경의 최첨단 장비를 갖춘 팀은 TESS가 발견한 행성의 질량을 측정하는 것을 목표로 했습니다. 수년간의 노력에도 불구하고 그들의 노력은 부족했습니다. 그러나 그들은 예상치 못한 두 번째 행성인 BEBOP-1c를 발견하고 질량 측정에 성공했습니다.
스탠딩은 “BEBOP-1c의 공전주기는 215일이고 질량은 지구보다 65배 크며 이는 목성의 질량보다 약 5배 적다”고 말했다. "이것은 확인하기 어려운 시스템이었고 칠레의 망원경이 행성 궤도의 중요한 부분 동안 6개월 동안 폐쇄되었을 때 코로나19 대유행으로 인해 우리의 관측이 중단되었습니다. 궤도의 이 부분은 우리가 탐지를 완료한 작년에야 다시 관측 가능해졌습니다."
더 많은 문신이 발견되기를 기다리고 있습니다
현재 천문학자들은 TOI-1338/BEBOP-1 주위쌍성계 주변에서 단 두 개의 행성만을 발견했습니다. 그러나 팀은 유사한 관찰을 통해 더 많은 발견이 기다리고 있을 수 있다고 믿습니다.
순환 행성은 드물지만 행성의 형성을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
이번 연구의 두 번째 저자이자 버밍엄 대학의 연구원인 Lalitha Sairam은 "행성은 젊은 별을 둘러싼 물질의 원반에서 태어나고, 거기서 질량이 점차적으로 행성으로 모이게 됩니다."라고 말했습니다. "주위쌍성 기하학의 경우 원반은 두 별을 모두 둘러싸고 있습니다. 두 별이 서로 공전하기 때문에 두 별은 서로 가까운 원반을 교란시키고 쌍성에서 멀리 떨어진 조용하고 영역을 제외하고는 행성 형성을 방해하는 거대한 노처럼 작용합니다. 태양과 같은 단일 별에 비해 쌍성계에서 행성 형성의 위치와 조건을 정확히 찾아내는 것이 더 쉽습니다."
BEBOP-1c의 크기는 아직 알려지지 않았지만 질량은 결정되었습니다. 연구원들은 이제 크기를 측정하기 위해 대중교통 방법을 사용할 계획입니다.
이 연구는 Nature Astronomy 저널에 게재되었습니다. .
