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2019년 8월 30일 금요일

우주 이야기 956 - 길쭉한 타원궤도를 공전하는 외계 행성


(This illustration compares the eccentric orbit of HR 5183 b to the more circular orbits of the planets in our own solar system. Credit: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko)


 지구를 포함한 태양계의 행성들은 약간 길쭉한 타원궤도를 공전하고 있습니다. 물론 거의 원형에 가까운 형태지만, 아무튼 모두 태양에서 가장 가까운 위치인 근일점과 가장 먼 위치인 원일점을 오가며 태양 주위를 공전합니다. 아마도 이 점은 외계 행성 역시 예외가 아니겠지만, 이를 실제로 검증하기는 어려웠습니다. 


 칼텍의 대학원생인 사라 블런트 (Sarah Blunt)를 비롯한 연구팀은 목성보다 3배 큰 외계 행성 HR 5183 b을 연구하던 중 이 행성이 태양계 행성에서 볼 수 없는 길쭉한 타원 궤도를 공전한다는 사실을 발견했습니다. HR 5183 b는 태양계로치면 소행성대에서 해왕성 궤도 밖을 오고가는 이심률이 매우 낮은 궤도를 돌고 있는 것입니다. 평균 궤도는 18AU 입니다. 




(동영상) 


 사실 이 외계 행성의 공전 주기는 45-100년 정도로 한 번의 관측을 통해 이런 사실을 알 수는 없습니다. 연구팀은 1990년대부터 진행된 관측 데이터를 종합해 시선 속도 (radial velocity)방법으로 공전궤도를 계산한 결과 이런 결론을 얻었습니다. 이런 독특한 궤도의 원인은 잘 모르지만, 가장 가능성 높은 설명은 인접한 다른 행성의 중력에 의해 궤도가 크게 변하면서 한 행성은 타원 궤도를 돌고 나머지는 튕겨 나갔다는 것입니다. 


 태양계는 우주에 평범한 행성계 중 하나이겠지만, 그렇다고 모든 행성계가 태양계와 비슷한 형태일 이유도 없습니다. 우주의 많은 행성계는 저마다의 사연과 특징을 지니고 있을 것입니다. 과학자들은 최신 관측 기술을 이용해서 앞으로도 그 모습을 새롭게 발견할 것입니다. 



참고 


"Radial Velocity of an Eccentric Jovian World Orbiting at 18AU," Sarah Blunt et al., 2019, Astronomical Journal, 2019. To be available at arxiv.org/list/astro-ph/new .



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