우주 이야기 1145 - 바다를 지닌 미니 해왕성 Hycean

(An artist's impression of a Hycean world, a new class of exoplanet that's kind of like a water-logged mini-Neptune. Credit: Amanda Smith, University of Cambridge)

케임브리지 대학의 과학자들이 외계 행성의 새로운 카테고리를 제시했습니다. 니쿠 마드후수드한 박사 (Dr. Nikku Madhusudhan)가 이끄는 연구팀은 바다를 지닌 미니 해왕성급 외계 행성인 하이션 (Hycean)이라는 새로운 분류를 제안했습니다.

하이션의 표준적인 천체 (holotype)는 K2-18b입니다. 이 행성은 지구에서 124광년 정도 떨어져 있으며 지구 지름의 2.6배, 질량의 8.6배에 달하는 행성입니다. 슈퍼 지구보다 크고 해왕성보단 작은 준해왕성급 천체라고 할 수 있습니다. 하지만 해왕성과 지구 모두와 다른 점은 수소가 풍부한 대기 밑에 바다 혹은 얼음이 존재한다는 것입니다.

연구팀은 수년 전 K2-18b의 대기를 분석하던 중 수증기의 존재를 확인해 이 행성이 어떤 형태를 지녔을지 분석했습니다. 그 결과 지구 지름의 2.6배, 질량의 10배 이내의 준가스 행성에 섭씨 200도의 수소 대기 아래 바다가 존재할 수 있다는 결과를 얻었습니다. 생명체 존재 가능성은 현재로써는 알기 어렵지만, 매우 독특한 바다 행성인 셈입니다.

하이션의 상태는 모항성에서 매우 가까운 위치에 있느냐 아니면 멀리 떨어진 차가운 행성이냐에 따라 많이 다를 것으로 생각됩니다. 전자는 수증기가 풍부하고 뜨거운 행성이겠지만, 후자는 바다 대신 얼음층이 두껍게 존재할 가능성이 있습니다.

다만 이런 형태의 행성이 얼마나 흔한지, 그리고 실제 바다가 존재하는지는 현재 관측 기술로 알아내기 쉽지 않습니다. 연구팀은 이제 발사가 임박한 차세대 망원경인 제임스웹 우주 망원경이 이 질문에 대한 답을 줄 것으로 기대하고 있습니다. 이런 바다 행성이 흔하다면 수소 대기 아래 자신만의 세계를 만든 외계 생명체도 존재할 수 있을지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/space/hycean-exoplanet-mini-neptune-life/

https://arxiv.org/abs/2108.10888

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