우주 이야기 1165 - 공전 주기가 7.7시간에 불과한 외계 행성 발견

 (The exoplanet GJ 367b orbits its star in an extremely short time. Only 8 hours, then a year has passed on this planet. We don't know anything like this from our solar system: Mercury is the fastest planet here with an orbital period of 88 days, compared to GJ 367b it is a lame snail. GJ 367b is a rocky planet that is much denser than Earth and similar in structure to Mercury. It probably has a large iron core. This precise characterisation is based on high-precision measurements of radius and mass – not a matter of course for exoplanets.GJ 367b orbits a dwarf star that is about half the size of the Sun. The radiation on the planet is enormous because of the small distance to the star: On the side of the planet facing the star, the temperature is between 1300° and 1500° Celsius. At such temperatures, iron and rocks melt. Credit: SPP 1992 (Patricia Klein))

 천문학자들이 공전 주기가 24시간보다 짧은 초단주기 외계 행성 ultra-short-period planet (USP)을 여럿 발견했습니다. 이 가운데는 공전주기가 극단적으로 짧은 행성도 있는데, 최근 8시간의 벽을 깬 새로운 외계 행성을 지구에서 31광년 떨어진 가까운 거리에서 발견했습니다. 

 GJ 367b는 화성과 비슷한 크기의 외계 행성으로 적색왜성인 모항성 주변을 7.7시간 주기로 공전합니다. 굳이 말하자면 화성보다는 크고 금성보다는 작은 크기로 지름은 지구의 72%, 질량은 지구의 55% 정도입니다. 부피를 감안하면 생각보다 밀도가 높은 편인데, 철과 니켈 같은 금속이 풍부한 행성으로 생각됩니다. 

 태양보다 어두운 적색왜성 주변을 공전하지만, GJ 367b가 워낙 모항성에 가깝기 때문에 표면에서 받는 복사 에너지는 지구에 500배에 달합니다. 덕분에 표면 온도는 섭씨 1500도에 달해 철이나 다른 암석이 녹을 수 있는 수준입니다. 물이나 대기 등 휘발성이 강한 물질은 오래 전 사라졌을 것이고 사실 암석 가운데 녹는점이 낮은 물질 역시 점점 증발해서 사라졌을 것입니다. 그리고 그 결과 밀도는 더 높아졌을 것입니다. 연구팀의 분석에 따르면 철이 핵의 86%로 화성과 비슷한 크기지만 구성 성분은 수성에 가까운 것으로 보입니다. 

 이번 발견은 나사의 TESS를 통해 이뤄진 후 High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS)를 이용해 확인되었습니다. 지구에서 비교적 가까운 위치 덕분에 작은 크기에도 물리적 특징이 매우 잘 측정된 경우로 앞으로 초단주기 행성 연구에서 TESS의 활약이 기대됩니다.

 참고 

https://phys.org/news/2021-12-tess-planet-size-mars-makeup.html

 Kristine W. F. Lam, GJ 367b: A dense ultra-short period sub-Earth planet transiting a nearby red dwarf star, Science (2021). DOI: 10.1126/science.aay3253. www.science.org/doi/10.1126/science.aay3253