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우주 이야기 931 - 미니 해왕성의 대기를 확인하다.


(This artist's illustration shows the theoretical internal structure of the exoplanet GJ 3470 b. It is unlike any planet found in the Solar System. Weighing in at 12.6 Earth masses the planet is more massive than Earth but less massive than Neptune. Unlike Neptune, which is 3 billion miles from the Sun, GJ 3470 b may have formed very close to its red dwarf star as a dry, rocky object. It then gravitationally pulled in hydrogen and helium gas from a circumstellar disk to build up a thick atmosphere. The disk dissipated many billions of years ago, and the planet stopped growing. The bottom illustration shows the disk as the system may have looked long ago. Observation by NASA's Hubble and Spitzer space telescopes have chemically analyzed the composition of GJ 3470 b's very clear and deep atmosphere, yielding clues to the planet's origin. Many planets of this mass exist in our galaxy. Credit: NASA, ESA, and L. Hustak (STScI))


 나사의 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경이 미니 해왕성의 대기를 관측해 처음으로 그 구조를 해석할 단서를 얻었습니다.  케플러 우주 망원경 임무에서 가장 흔하게 발견된 외계 행성은 해왕성보다 약간 작은 중간 크기 행성들이었습니다. 하지만 이 행성들이 해왕성에 가까운 존재인지 아니면 다른 특징을 지녔는지에 대해서는 알려진 것이 없었습니다. 


  몬트리올 대학의 뵤른 베네케 (Björn Benneke of the University of Montreal, Canada)가 이끄는 연구팀은 외계 행성 Gliese 3470 b (GJ 3470 b)에서 이 질문에 대한 단서를 얻었습니다. 연구팀은 두 우주 망원경을 이용해 GJ 3470 b이 모성인 적색왜성 앞과 뒤를 지날 때 차이를 관측했습니다. 행성이 별 앞을 지날 때 흡수되는 별의 빛과 뒤를 지날 때 사라지는 행성의 빛의 스펙트럼을 비교해 대기의 구성 성분을 확인한 것입니다. 


 그 결과 GJ 3470 b는 메탄 등 다른 물질이 풍부한 가스 행성과 달리 수소와 헬륨으로 구성된 행성으로 나타났습니다. 참고로 이 행성의 질량은 지구의 12.6배로 해왕성보다 다소 작는데 큰 암석 핵과 별과 거의 유사한 수소와 헬륨의 가스층을 지닌 것으로 보입니다. 


 이런 행성이 된 이유는 GJ 3470 b가 모항성에서 가까운 궤도에서 형성되었기 때문으로 풀이됩니다. 본래는 지구 같은 암석형 행성으로 시작했다가 별 가까이에서 가스를 모아 목성 같은 거대 행성이 되려 했지만 원시 행성계 원반의 가스가 곧 흩어지면서 별과 비슷한 가스를 일부만 흡수하고 현재 상태가 된 것으로 보입니다. 


 뜨거운 목성형 행성의 경우 본래 먼 궤도에서 형성된 다음 안쪽 궤도로 이동했다고 생각됩니다. 반면 미니 해왕성은 가까운 궤도에서 형성된 외계 행성으로 생각됩니다. 하지만 아직 많은 질문이 남아 있습니다. 왜 태양계에는 이런 행성이 없는지, 그리고 지구와 미니 해와성을 만든 환경의 차이는 무엇이지 밝혀야할 내용이 많습니다. 수많은 남은 질문을 해결하기 앞으로 연구가 계속 이뤄질 것입니다. 



 참고 




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