우주 이야기 1374 - 용암 반구가 있는 외계 행성

(Like Kepler-10 b, illustrated above, the exoplanet HD 63433 d is a small, rocky planet in a tight orbit of its star. HD 63433 d is the smallest confirmed exoplanet younger than 500 million years old. It's also the closest discovered Earth-sized planet this young, at about 400 million years old. Credit: NASA/Ames/JPL-Caltech/T. Pyle)

(Young, hot, Earth-sized planet HD 63433d sits close to its star in the constellation Ursa Major, while two neighboring, mini-Neptune-sized planets—identified in 2020—orbit farther out. Credit: Alyssa Jankowski)

지구는 바다가 표면적의 70%가 넘는 물의 행성이지만, 특히 남반구는 육지가 적어 수반구라는 별칭도 가지고 있습니다. 그런데 외계 행성 가운데도 반구에 따라 완전히 환경이 다른 경우가 있을 수 있습니다. 다만 이 경우에는 물이 아니라 용암이 넘치는 환경입니다.

HD 63433 (TOI 1726)는 태양과 거의 크기가 비슷한 별로 나이는 4억년 정도 된 젊은 별입니다. 과학자들은 이 별에서 과거 지구 지름의 2배놔 2.5배인 외계 행성 HD 63433b와 HD 63433c를 발견했습니다. 이들은 공전 주기가 각각 7.1일과 20.5일에 불과한 행성으로 모항성에 매우 가깝습니다. 하지만 TESS 관측 결과 과학자들은 더 가까운 위치에서 별 앞으로 지나는 세 번째 외계 행성 HD 63433d가 있다는 사실을 발견했습니다.

HD 63433d의 지름은 절묘하게도 지구의 1.07배로 지구와 거의 똑같은 크기의 암석형 외계 행성입니다. 하지만 불행하게도 공전 주기는 4.2일에 불과해 수성의 20분의 1도 되지 않습니다. 그 결과 지구와 달처럼 한쪽이 별을 바라보는 방향으로 조석 고정이 되어 있을 뿐 아니라 표면 온도가 1530K (섭씨 1257도)에 달합니다. 용암과 별 차이 없는 고온인 셈입니다.

과학자들은 이렇게 한쪽 표면이 용암으로 되어 있는 지구형 외계 행성을 몇 개 발견했습니다. CoRoT-7 b나 Kepler-10 b가 그런 사례입니다. 태양과 비슷한 크기의 별을 공전하던 이 행성들이 도대체 무슨 사연으로 이렇게 가까운 거리까지 당겨진 것인지가 가장 궁금한데, 과학자들도 그 답을 찾기 위해 연구를 계속할 것으로 생각합니다.

참고

https://phys.org/news/2024-01-astronomers-earth-sized-planet-lava.html#google_vignette

Benjamin K. Capistrant et al, TESS Hunt for Young and Maturing Exoplanets (THYME). XI. An Earth-sized Planet Orbiting a Nearby, Solar-like Host in the 400 Myr Ursa Major Moving Group, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad1039

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