(This sketch illustrates a family tree of exoplanets. Planets are born out of swirling disks of gas and dust called protoplanetary disks. The disks give rise to giant planets like Jupiter as well as smaller planets mostly between the sizes of Earth and Neptune. Researchers using data from the W. M. Keck Observatory and NASA's Kepler mission discovered that the smaller planets can be cleanly divided into two size groups: the rocky Earth-like planets and super-Earths, and the gaseous mini-Neptunes. Credit: NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle))
(Credit: NASA/Kepler/Caltech (T. Pyle))
앞서 포스트에서 설명했던 것과 같이 나사의 케플러 우주 망원경 데이터는 우주에 슈퍼 지구나 뜨거운 목성 이외에 새로운 행성군이 존재한다는 사실을 밝혀냈습니다. 바로 미니 해왕성(Mini-Neptunes)이 그것입니다.
캘리포니아 공대의 앤드류 하워드 교수(Andrew Howard, professor of astronomy at Caltech)와 그의 동료들은 이와 같은 내용의 연구 결과를 천문학 저널에 발표했습니다. 이들에 의하면 지금까지 발견된 수천개의 외계 행성은 무작위로 크기 분포를 보이는 대신 몇 가지 형태로 나눌 수 있습니다.
지구 지름의 1.75배 정도까지 크기를 지닌 암석 행성인 슈퍼지구와 지구 지름의 2-3.5배 정도로 해왕성보다 작지만, 가스 행성인 미니 해왕성입니다. 비록 우리 태양계에는 슈퍼지구와 미니 해왕성 모두 없지만, 현재까지 연구는 우주에는 이 두 가지 형태의 행성이 매우 흔하다는 사실을 보여주고 있습니다.
사실 왜 그런지는 아직 잘 알지 못합니다. 한 가지 가능성 있는 설명은 사실은 대부분 지구보다 약간 큰 암석 행성인데 약간의 수소와 헬륨 대기가 크기를 부풀린다는 것입니다. 하워드 교수에 의하면 행성 질량의 1%에 해당하는 수소와 헬륨만 있어도 풍선처럼 부풀어서 지구에서 관측하면 상당히 크게 보인다는 것입니다.
두 번째 가능한 설명은 어미 별의 항성풍으로부터 가스를 지킬 수 있는 적당한 수준의 크기와 중력이 있어서 이 이상 크기가 되면 헬륨과 수소를 풍부하게 지닐 수 있다는 설명입니다. (위의 개념도) 물론 이 두 가지 모두가 작용해서 이런 모습을 보일 수 있습니다.
하지만 확실한 결론을 내리기 위해서는 역시 직접 상세한 관측이 필요합니다. 현재 개발 중인 차세대 망원경과 우주 망원경이 활약할 시점에는 좀 더 직접적인 관측이 가능해져서 좀 더 자신있게 결론을 이야기할 수 있을 것으로 기대합니다.
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