(Credit: CC0 Public Domain)
과학자들이 이전에는 불가능하다고 생각했던 위치에서 해왕성보다 조금 큰 외계 행성을 발견했습니다. LTT 9779b는 공전 주기가 19시간에 불과한 외계 행성으로 표면 온도는 섭씨 1700도 수준으로 예상됩니다. 놀라운 부분은 질량으로 해왕성의 두 배인 지구 질량의 28배인데, 대부분은 암석과 금속이지만 9% 정도는 기체라는 사실입니다.
LTT 9779b가 발견된 위치는 해왕성 사막 (Neptune desert)이라고 불리는 곳으로 해왕성급 행성이 거의 발견되지 않는 장소입니다. 이 위치는 수성처럼 작고 단단한 암석 행성이나 뜨거운 표면 온도에도 기체를 잡아둘 수 있는 뜨거운 목성형 거대 행성만 존재할 수 있는 장소입니다. 그런데 이 위치에 예상치 않은 형태의 행성이 존재한 것입니다.
LTT 9779는 지구에서 260광녀 떨어진 별로 태양과 비슷한 크기의 별이지만, 태양보다 철의 함량이 두 배가 많은 금속 성분이 풍부한 별입니다. 나이는 20억 년 정도로 태양의 절반 정도입니다. 외계 행성 LTT 9779b는 본래 더 먼 위치에서 생성되었다가 다른 행성의 중력 간섭처럼 외부 힘에 의해 안쪽으로 이동한 행성일 것입니다. 아마도 본래는 토성이나 목성급으로 큰 행성이었는데, 수십 억년의 시간이 지나면서 현재의 상황이 되었을 가능성이 큽니다. 그런데 도대체 적지 않은 양의 가스는 어떻게 남았을까요?
칠레 대학의 제임스 젠킨스 교수 (Professor James Jenkins from the Department of Astronomy at the Universidad de Chile)가 이끄는 국제 과학자팀은 이 외계 행성이 어쩌면 비교적 최근에 지금의 위치로 이동한 것일지도 모른다고 설명했습니다. 분명히 이 외계 행성의 중력은 고온의 가스를 잡아두기엔 부족합니다. 이론적으로 이 위치에서는 Roche Lobe Overflow 라는 현상이 일어나 중력에 의해 뜨거워진 가스가 별로 흡수되거나 흩어지게 됩니다. LTT 9779b는 그 과정에 있는 행성을 우연히 포착한 것일수도 있습니다.
최초로 발견된 초고온 해왕성 (ultra hot Neptune)인 LTT 9779b는 지구에서 비교적 가까운 거리 때문에 앞으로 주요 관측 목표 중 하나가 될 것으로 예상됩니다. 과학자들은 뜨거운 목성이 어떤 환경에서 생존할 수 있고 최종적으로 어떤 과정을 거쳐 질량을 잃게 되는지에 대한 정보를 얻을 수 있을 것입니다. 그리고 아마도 이 행성이 유일한 초고온 해왕성은 아닐 것입니다. 앞으로 관측을 통해 이와 비슷한 운명을 맞이했거나 그 과정에 있는 행성들이 발견될 것으로 예상합니다.
참고
https://phys.org/news/2020-09-ultra-hot-neptune-ltt-9779b-nature.html
James S. Jenkins et al. An ultrahot Neptune in the Neptune desert, Nature Astronomy (2020). DOI: 10.1038/s41550-020-1142-z
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