케플러-4b(Kepler-4b)는 NASA의 케플러(Kepler) 우주망원경이 발견한 외계 행성으로, 처음에는 KOI 7.01이라는 명칭으로 알려졌던 천체이다. 이 행성은 케플러 탐사선이 발견한 최초의 외계 행성 중 하나로, 2010년 1월 4일 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 미국천문학회(AAS) 제215차 회의에서 케플러-5b, 6b, 7b, 8b와 함께 발견 사실이 공식 발표되었다.
모항성
케플러-4b는 태양과 매우 유사한 G형 주계열성인 케플러-4(Kepler-4) 주위를 공전한다. 이 항성은 지구로부터 약 1,610광년 떨어져 있으며, 용자리(Draco) 방향에 위치한다. 케플러-4라는 이름은 외계 행성을 탐사하기 위해 발사된 NASA의 케플러 임무에서 유래하였다.
발견 방법
케플러-4b는 행성이 모항성 앞을 지나가면서 별빛이 주기적으로 감소하는 현상을 관측하는 통과(transit) 방법을 통해 처음 탐지되었다. 이후 W.M. 켁 천문대(W.M. Keck Observatory)의 고분해능 에셸 분광기(HIRES)를 이용한 시선속도(radial velocity) 측정을 통해 행성의 존재가 확인되었고, 질량 추정치가 확립되었다.
물리적 특성
케플러-4b는 반지름이 지구의 약 4배, 질량이 지구의 약 25배로, 크기와 질량 면에서 해왕성(Neptune)과 유사하다. 이 행성은 모항성을 3.213일의 주기로 공전하며, 모항성과의 거리는 약 0.046 AU(약 6,819,000km)로 수성과 태양 사이 거리의 약 10분의 1에 불과하다. 이처럼 항성에 매우 가깝게 공전하기 때문에 표면 온도는 약 1,650K(약 1,377°C)에 달하는 것으로 추정되며, 이는 태양계에서 가장 뜨거운 행성인 금성(약 735K)보다 훨씬 높은 온도이다. 이러한 특성 때문에 케플러-4b는 "뜨거운 해왕성(Hot Neptune)"으로 분류된다.
케플러-4b의 궤도 이심률은 초기에는 0으로 가정되었으나, 이후 독립적인 재분석을 통해 0.25 ± 0.12의 값을 가질 수 있다는 연구 결과가 제시되었다. 또한 후속 광곡선 분석에서는 위상 약 0.7 지점에서 7.47 ± 1.82ppm 깊이의 이차 식(secondary eclipse)이 발견되기도 하였다.
의의
케플러-4b는 케플러 탐사선이 처음으로 발견한 다섯 개의 외계 행성 중 가장 작은 행성으로, 케플러 임무의 효율성과 통과 방법의 유효성을 입증하는 데 기여한 중요한 발견이다. 이 행성에 대한 상세한 연구 결과는 2010년 《천체물리학 저널 레터스》(The Astrophysical Journal Letters)에 게재되었다.
