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2016년 5월 21일 토요일

우주 이야기 494 - 해왕성 질량의 암석행성이 발견되다.



(This artist's concept depicts a planetary system. Credit: NASA/JPL-Caltech)


 태양계는 크게 두 가지 형태의 행성으로 구성되어 있습니다. 지구처럼 암석으로 구성된 행성과 목성처럼 암석의 핵과 가스를 지닌 거대 가스 행성입니다. 하지만 과학자들은 우주에는 이보다 훨씬 다양한 형태의 행성이 존재한다는 사실을 발견했습니다. 


 케플러 우주 망원경의 연장임무인 K2 임무에서 발견된 새로운 외계 행성은 질량이 지구의 18.3배에 달하지만, 지름은 2.6배 수준으로 그 밀도가 5.7g/㎤에 달합니다. 이는 이 행성의 주성분이 가스가 아닌 암석 및 철 같은 금속이라는 사실을 말해주고 있습니다. 


 외계행성 EPIC212521166 b은 지구에서 380광년 떨어진 작은 별 주변을 14일 주기로 공전하는 외계 행성입니다. 이 행성의 모성인 EPIC212521166은 태양 질량의 70%정도로 현재 나이가 대략 80억 년 정도 된 것으로 보입니다.


 국제 천문학자팀은 유럽 남방 천문대 (ESO)의 High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) 분광기를 이용해서 이 별 주변에서 외계 행성을 다시 확인했습니다. 케플러 우주 망원경으로 지름을 측정하고 다시 radial velocity 방식으로 질량을 측정한 것입니다. 연구팀에 의하면 이 외계 행성은 해왕성보다 작은 지름을 지닌 외계 행성 가운데 가장 질량이 큰 것이라고 합니다. 


 밀도를 감안하면 EPIC212521166 b의 핵은 지구처럼 철과 니켈이 주성분이 아니라 그보다 조금 더 가벼운 원소인 완화휘석 (enstatite, 마규네슘이 많이 포함된 규산염 광물) 70%와 철 30% 정도로 구성된 것으로 생각됩니다. 행성의 질량이 커질 수록 자체 중력에 의해 뭉치면서 밀도가 높아지는 현상이 일어나기 때문에 지구와 구성이 같다면 지구보다 밀도가 훨씬 높아지기 때문입니다. 어쩌면 매우 두터운 대기를 지니고 있어 지름이 커보였을 가능성도 배제는 할 수 없습니다.


 이 외계행성은 지구형 암석 행성이 어디까지 커질 수 있는지에 대해서 흥미로운 의문을 제기합니다. 과연 얼마나 거대한 암석행성이 존재할까요. 적어도 해왕성 수준은 가능한 것으로 보이지만, 그 이상도 가능할지 모릅니다. 이 질문에 대한 답은 앞으로 더 많은 연구를 통해서 얻어야 할 것으로 보입니다. 


 참고 


EPIC212521166 b: a Neptune-mass planet with Earth-like density, arXiv:1605.04291 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1605.04291


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