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2016년 3월 19일 토요일

우주 이야기 456 - 혜성 같은 궤도를 공전하는 외계 행성



(An artist's rendering shows the planet HD 20782, the most eccentric planet ever known, passing its star in close orbit. Credit: NASA )​

 보통 행성은 모성 주위에서 원에 가까운 타원궤도를 가지고 공전하고 있습니다. 반대로 혜성의 경우 매우 길쭉한 타원궤도를 공전하는 경우가 더 흔합니다. 다만 항상 예외는 존재합니다.  지구에서 117광년 떨어진 별 HD 20782​ 주위를 공전하는 HD 20782​b가 바로 그 예외로 이심률 (0이면 원이고 1에 가까울 수록 길쭉한 타원궤도를 공전하는 것) 0.96이라는 극단적으로 긴 타원궤도를 가지고 있습니다.
​ 샌프란시스코 주립 대학의 천문학자 스티븐 케인(San Francisco State University astronomer Stephen Kane)이 이끄는 연구팀은 Transit Ephemeris Refinement and Monitoring Survey (TERMS) 데이터를 통해 이 외계 행성의 공전 궤도를 구하고 관측을 통해 반사율을 측정했습니다.
 이에 따르면 이 외계 행성의 원일점 (가장 먼 궤도)은 지구 태양 거리 (AU)의 2.5배인 반면, 근일점 (가장 가까운 궤도)은 0.06 AU에 불과할 정도입니다. 혜성이 아니라 목성형 행성인 점을 감안하면 이 궤도는 매우 이례적인 것입니다.

(HD 20782​b의 공전 궤도. 태양계 행성의 공전 궤도와 비교.   This graphic shows the orbit of the planet HD 20782 relative to the inner planets of our solar system. HD 20782's orbit more closely resembles that of a comet, making it the most eccentric planet ever known. Credit: Stephen Kane )

 연구팀은 아마도 이런 공전 궤도가 행성간의 충돌이나 거의 충돌할 뻔한 사건으로 인해 발생했을 것으로 보고 있습니다. 그 결과 하나는 공전궤도가 크게 바뀌고 (살아남았다면) 다른 행성은 밖으로 튕겨져 나갔을 것으로 보고 있습니다.
 한 가지 더 흥미로운 것은 과학자들이 이 행성의 반사율을 측정하기 위해서 노력했다는 것입니다. 정확한 결과는 알기 어렵지만, 아마도 이 행성은 반사율이 목성이나 금성처럼 높은 것으로 생각됩니다.
 그 이유에 대해서 연구팀은 아마도 이 행성이 모성에서 멀어질 때 상부 구름에 있는 얼음 등이 다 녹지 않으면서 반사율이 올라간 것이 아닌가 생각하고 있습니다. 근일점에서 가까울 때는 케플러의 법칙에 의해 공전 속도가 매우 빨라지기 때문이죠. 물론 공전 궤도 때문에 이 행성의 표면 온도는 불지옥과 얼음 지옥을 오갈 것입니다.
 다만 정확한 관측을 위해서는 TESS 같이 보다 강력한 새로운 망원경이 필요할 것으로 보입니다. 차세대 망원경들이 완성되고 나면 현재 추정 중인 수많은 가설들을 실제로 검증할 수 있게 될 것입니다.  
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