뜨거운 목성 HAT‑P‑13b와 고궤도 외곽 행성 HAT‑P‑13c 발견

초록

HAT‑P‑13 시스템은 밝은 G4형 주성( V=10.6) 주위를 도는 두 개의 행성으로 구성된다. 내부 행성 HAT‑P‑13b는 2.92일 주기의 거의 원형 궤도를 가지며 트랜싯을 보이며, 외부 행성 HAT‑P‑13c는 428일 주기의 고이심률(e≈0.69) 궤도를 돌지만 트랜싯은 관측되지 않았다. 두 행성의 질량·반지름 및 궤도 특성은 행성 형성·동역학 모델에 중요한 제약을 제공한다.

상세 분석

이 연구는 광학 광도계(HATNet)와 고해상도 분광계(HIRES, Keck) 데이터를 결합해 두 행성을 동시에 확인한 점이 특징이다. 첫 번째 단계에서는 10 000여 개의 광도 시계열에서 주기성 신호를 탐색했으며, 2.916 일 주기의 얕은 트랜싯(깊이 ≈0.009 mag)이 검출되었다. 이후 고해상도 스펙트럼을 이용해 별의 방사속도(RV) 변동을 측정했는데, 두 개의 독립적인 RV 신호가 나타났다. 첫 번째 신호는 내부 행성 HAT‑P‑13b에 해당하며, 반지름 1.28 R_J, 질량 0.85 M_J, 평균 밀도 0.5 g cm⁻³로, 기존 뜨거운 목성들의 구조와 일치한다. 두 번째 신호는 질량 최소값 m sin i≈15 M_J인 외부 행성 HAT‑P‑13c를 나타내며, 궤도 이심률 e=0.691±0.018, 반장축 a≈1.2 AU, 주기 428 ± 3 일이라는 매우 비정상적인 궤도 특성을 보인다.

별의 물리적 특성은 스펙트럼 분석과 진화 모델을 통해 M★=1.22 M☉, R★=1.56 R☉, T_eff=5653 K,