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연구진은 NIRPS와 HARPS로 M형 왜성(M2)을 도는 다중 행성계의 안쪽 서브넵튠 GJ3090 b의 통과(transit) 관측 6회를 수행해 로시터-맥러플린(RM) 효과를 분석했고, 3차원 경사각 ψ = 136(+24/-18)도의 역행 궤도임을 밝혔다. 거대한 외곽 행성이나 넓은 궤도의 동반성 증거가 발견되지 않아, 중력 섭동보다는 원시행성계 원반 자체의 초기 정렬 불일치가 원인으로 지목됐다. 연구진은 항성 자전축과 정렬되지 않은 원반의 늦은 2차 강착과 뒤이은 원반 주도 이주를 가장 유력한 형성 시나리오로 제시했으며, GJ3090 b는 M형 왜성 주위에서 발견된 첫 역행 궤도 행성이자 거대 동반천체가 알려지지 않은 첫 고경사 다중 행성계로 기록됐다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
연구진은 43pc 거리의 M3형 왜성 TOI-789(TIC 300710077)를 TESS 42개 섹터, 약 7년치 측광 자료와 지상 후속 관측(LCOGT, MEarth), 고분해능 영상(Gemini/Zorro, SOAR)으로 분석해 지구형 행성 세 개를 통계적으로 검증했다. 검증된 행성은 TOI-789 b(반지름 1.18 지구반지름, 공전주기 5.45일), c(1.15 지구반지름, 8.04일), d(1.40 지구반지름, 12.97일)이며, 추가로 주기 19.74일·반지름 약 0.88 지구반지름의 네 번째 행성 후보를 새로 찾아냈으나 신호대잡음비가 낮아 확정하지 못하고 후보로 보고했다. 이 후보는 가장 바깥쪽이면서 가장 온난한 천체로 복사량 1.71 지구복사량, 평형온도 약 292K로 추정된다. SPOCK과 N체 적분을 이용한 역학 분석 결과 이 계는 공명에 가까운 역학적으로 차가운 구조로, 이심률이 0.05 미만일 때만 안정적이어서 질량보다 이심률이 안정성을 제한하는 것으로 나타났다. 다만 TSM이 약 3~5로 낮고 중심별이 밝지 않아 대기 특성 분석은 어려우며, 연구진은 이런 계에는 역학적 특성 분석이 보완적 접근이 될 수 있다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
연구진은 TOI-732, TOI-736, TOI-270, TOI-1468, TOI-1231, K2-18 등 인근 M형 왜성 행성 모항성 6개의 나이를 6708Å 리튬 흡수선, 자전주기, 은하 운동학으로 분석했다. 모든 대상에서 Li I 6708Å 흡수선이 3σ 이상으로 검출되지 않아 나이가 2억 년을 넘는 것으로 나타났고, 39~145일의 자전주기에서 산출한 나이는 2.8~8.6Gyr였다. 운동학적 나이는 0.8~13Gyr로 불확실성이 4~6Gyr에 달해 정밀도는 낮지만, TOI-1231(약 13Gyr)이나 K2-18(약 1~2Gyr) 같은 특이 사례를 가려내는 데 도움이 됐다. 자전주기를 측정할 수 있는 경우 자전 기반 나이 제약이 운동학보다 2~6배 더 정밀했으며, 연구진은 여러 지표를 결합하면 이들 항성의 진화 단계를 더 확실하게 분류할 수 있다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
연구진은 광화학 반응 코드와 복사전달 코드를 결합해 반복되는 항성 플레어가 금속이 풍부한 거대 가스 외계행성 대기에 미치는 장기 영향을 모의실험했다. 극단적인 플레어는 상층 대기 분자를 빠르게 고갈시켜 스펙트럼 특징을 일시적으로 사라지게 했으며, 특히 7~8마이크론의 SO2 특징은 약 75ppm 이동했다. 플레어 이후에도 SO2와 CO2 등 여러 화학종이 원래의 정적 상태로 완전히 돌아오지 않아 대기 조성에 지속적인 변화가 남았고, H2O와 CH4는 반복 플레어의 누적 효과로 약 28~31년의 반감기를 보이며 감소 추세를 나타냈다. 연구진은 활동성이 강한 항성을 도는 가스 행성의 대기를 분석할 때 정적인 리트리벌보다 확률론적 접근이 더 적절할 수 있다고 제안했다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
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)
가이아(Gaia) DR3의 궤도 해뿐 아니라 가속도·저크·RUWE 등 측성 진단값을 함께 활용하면 훨씬 넓은 궤도주기 범위의 쌍성을 포착할 수 있으며, 연구진은 Gaiamock 에뮬레이터 기반의 전방 모델링 기법을 개발했다. 이를 50~200pc 거리에 있는 0.2~0.75 태양질량의 주성 366,027개에 적용했는데, 이는 기존 다중성 연구보다 훨씬 많은 M형 왜성을 포함한다. 그 결과 다중성 비율은 태양형 항성부터 0.4 태양질량까지 약 45%로 거의 일정하다가, 0.2 태양질량에서 약 15%로 떨어지는 것으로 나타났다. 이는 질량이 커질수록 다중성이 단조 증가한다는 기존 통념을 수정하고, 질량이 큰 M형 왜성 영역을 연속적인 감소 곡선이 아니라 태양형 항성과 같은 수준에 놓는 결과다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
다이슨 구조의 폐열 탐사는 그동안 100~600K 온도에서 복사하는 기술을 겨냥해 중적외선 영역에 집중돼 왔으나, 연구진은 계산 중심의 성숙한 문명이라면 훨씬 낮은 온도에서 에너지를 방출할 수 있다고 주장했다. 비가역적 계산의 란다우어 비용은 온도에 비례해 줄어드는 반면 항성에서 멀리 떨어진 영역의 온도는 우주배경복사 하한인 2.7K에 근접하고, 필요한 복사 면적은 T의 -4제곱에 비례하므로 저온 계산은 열역학적으로 유리하면서도 관측상 두드러질 수 있다는 것이다. 연구진은 이렇게 행성계 바깥쪽 저온 영역에서 회색·무선(line-free) 열복사를 내는 부분적 다이슨 무리를 '슬라이시 헤일로(Slysh halo)'라는 새로운 천체 분류로 제안하고, M형 왜성이 특히 유리한 탐사 대상이라고 밝혔다. DEBRIS·DUNES·SONS 등 인근 항성에 대한 기존 원적외선·서브밀리미터 탐사 자료를 재해석하면 약 10^20와트 수준까지 제약할 수 있으며, 이는 기존 적외선 탐사가 겨냥한 폐열 광도보다 수 자릿수 낮은 값이라고 설명했다. 플랑크(Planck)와 JCMT의 기존 관측, ALMA·NOEMA 간섭계 자료 재처리도 활용할 수 있으며, 논문은 인공 복사체와 자연적 저온 천체를 구분하는 6가지 관측 판별 기준과 3단계 탐사 프로그램을 제시했다.
arXiv astro-ph.IM (관측기기)
연구진은 3.8m 세이메이(Seimei) 망원경으로 활동성 M형 왜성 YZ CMi를 한 달간 약 1분 간격의 높은 시간 분해능으로 연속 분광 관측하고, 이를 TESS 관측과 동시에 수행했다. 그 결과 홍염 분출(prominence eruption) 4건을 검출했으며 이 중 2건은 속도 약 300~500km/s, 지속시간 약 5분의 급속·단시간 분출로, 기존 관측에서는 시간 분해능 부족으로 놓쳤을 가능성이 있다고 밝혔다. 또한 TESS와 동시 관측된 H알파 플레어 35건을 체계적으로 분석한 결과, 홍염 분출 7건 중 6건은 백색광 플레어를 동반하지 않았는데, 이는 대부분의 분출이 항성 가장자리(림) 부근에서 발생해 백색광 플레어 검출이 어려웠기 때문일 수 있다고 연구진은 해석했다. 논문은 기존 관측이 관측적 편향으로 인해 M형 왜성의 질량 방출 빈도와 속도를 모두 과소평가했을 수 있으며, 근접 외계행성에 미치는 영향을 재평가할 필요가 있다고 지적했다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
저질량 항성 주변 목성급 동반천체가 VLBI로 검출되면서, 모항성의 정밀 전파 위치측정을 통한 외계행성 간접 탐지 가능성이 제시됐다. 연구진은 SKA-VLBI의 감도와 다중빔 타이드 어레이 빔(Tied Array Beam) 및 MultiView 분석 능력으로 위치천문 정밀도를 기존보다 한 자릿수 높일 수 있으며, L대역과 C대역 관측으로 전파에서 밝은 초저온왜성·M형 왜성·젊은 항성 주위의 동반천체 수천 개를 간접 검출할 수 있을 것으로 전망했다. 동반천체가 함께 검출되면 위치천문 데이터 피팅으로 각 구성원의 역학적 질량을 얻을 수 있고, 행성을 가진 쌍성계에서는 항성과 행성의 개별 질량과 상호 궤도경사각까지 구해 행성이 순행 궤도인지 역행 궤도인지 판별할 수 있다고 설명했다. 전파 파장대 탐색은 기존 기법과 상호보완적으로, 다른 방법으로는 접근하기 어려운 외계행성 집단을 찾아낼 수 있다는 것이 연구진의 결론이다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
M형 왜성을 공전하는 조석 고정(tidally locked) 암석형 외계행성의 거주가능성을 평가한 연구가 arXiv에 게재됐다. 연구진은 기후 모델 PLASIM을 조석 고정 행성에 맞게 수정해, 거주가능행성목록(Habitable Worlds Catalog)의 보수적 표본 가운데 지구유사도지수가 가장 높은 행성들을 대기압 변화에 따라 비교·분류했다. 그 결과 눈덩이(Snowball), 고온(Hot), 아이볼(Eyeball)의 세 가지 기후 유형이 나타났으며, 아이볼 행성은 항성을 마주보는 지역이 273K를 넘는 온난한 거주가능 영역과 국지적 물순환을 갖는 것으로 분석됐다. 표면 온도는 대체로 기압이 높을수록 상승했지만 아이볼 행성의 기후는 넓은 기압 범위에서 안정적으로 유지됐으며, 연구진은 향후 관측을 위해 상세한 기후 시뮬레이션이 필요하다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)
연구진은 특정 항성 쌍이 규칙적이고 긴 주기의 전파 폭발을 내는 이유를 밝히는 데 기여했다. 관측된 이 천체들은 백색왜성이라 불리는 밀집된 죽은 별과, 태양보다 작은 붉은 별인 M형 왜성이 서로 공전하는 쌍을 이루고 있다.
Universe Today