우주 이야기 1162 - 공전 주기가 16시간인 초고온 목성형 외계 행성 발견

(The newly discovered planet is relatively close to its star, at a distance of only about 1.5 million miles out. Credit: NASA, ESA and G. Bacon)

과학자들이 공전 주기가 불과 16시간에 지나지 않은 뜨거운 목성형 행성을 찾아냈습니다. 뜨거운 목성형 행성은 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성으로 목성형 가스 행성인데 모항성에 매우 근접해서 공전하는 독특한 행성입니다. 그러나 생각보다 우주에 흔해서 지금까지 발견된 4000개 이상의 외계 행성 가운데 400개 이상이 뜨거운 목성형 외계 행성입니다.

MIT의 이안 왕 (Ian Wong)이 이끄는 연구팀는 나사의 TESS 데이터를 이용해 지구에서 855광년 떨어진 외계 행성 TOI-2109b을 찾아냈습니다. TOI-2109b는 모항성에서 불과 240만km 떨어진 위치에서 16시간 주기로 공전하고 있습니다. 덕분에 표면 온도도 거의 항성급으로 3500K에 달합니다. (참고로 모항성 표면 온도는 6500K) 이는 역대 두 번째로 뜨거운 행성 표면 온도입니다.

TOI-2109b는 목성 질량의 5배 정도 되는 거대한 가스 행성으로 현재 위치에서 생성된 행성은 아닐 것입니다. 다른 행성이나 혹은 항성의 중력 간섭으로 이 위치로 이동한 경우로 생각됩니다. 하지만 이미 너무 가까이 다가간 탓에 이제는 점점 더 모항성에 근접하고 있습니다. 이에 공전 주기도 연간 10-750ms 만큼 줄어들고 있습니다. 모항성의 항성풍이 밀어내는 힘으로 작용하긴 하지만, 그것보다는 항성풍 입자와의 마찰로 인해 속도가 줄어드는 것이 더 크게 작용할 것입니다.

연구팀은 TOI-2109b이 결국 나선형으로 궤도를 좁혀나가면서 모항성에 흡수될 것으로 예측했습니다. 이와 같은 일이 당장에 발생하진 않겠지만, 1000만 년 후에는 현재 위치도 유지하지 못할 가능성이 큽니다. 과학자들은 TOI-2109b를 관측해 항성으로 흡수되는 행성의 미래를 예측할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

참고

https://phys.org/news/2021-11-year-giant-blistering-hot-planet.html

Ian Wong et al, TOI-2109: An Ultrahot Gas Giant on a 16 hr Orbit, The Astronomical Journal (2021). DOI: 10.3847/1538-3881/ac26bd

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