우주 이야기 1413 - 솜사탕 행성 WASP-107b의 내부를 들여다 보다

(An artist's concept of WASP-107 b shows turbulent atmospheric mixing within the planet's gas envelope. Credit: Roberto Molar Candanosa/Johns Hopkins University)

과학자들이 제임스 웹 우주 망원경 데이터를 이용해서 외계 행성의 내부 구조를 파악했습니다. 지구에서 200광년 떨어진 외계 행성 WASP-107b는 솜사탕 행성으로 불립니다. 이 행성은 대기가 너무 부풀어 있어 목성과 비슷한 크기에 질량은 1/10에 불과하기 때문입니다.

존스 홉킨슨 대학의 데이빗 싱 교수 (David Sing, a Bloomberg Distinguished Professor of Earth and Planetary Sciences at Johns Hopkins University)가 이끄는 연구팀은 이 행성의 대기 구성 물질을 분석해 내부 구조에 대한 단서를 찾아냈습니다.

WASP-107 b의 대기에는 메탄의 양은 적었지만, 이산화황, 물, 이산화탄소, 일산화탄소는 풍부했으며 해왕성이나 천왕성과 비교해서 더 많은 무거운 원소들이 있었습니다.

대기 구성 물질, 밀도, 질량으로 볼 때 따뜻한 해왕성형 행성인 WASP-107 b는 솜사탕 같은 거대한 대기 아래 지구 질량의 12배에 달하는 큰 암석핵을 지닌 것으로 생각됩니다.

이 핵은 매우 뜨거운 상태로 대기에서 거대한 대류 흐름을 만들어 서로 섞이게 하고 여러 가지 화학 반응을 유도합니다. 메탄이 적은 이유는 메탄이 이산화탄소 및 일산화탄소 같은 다른 원소로 전환된 것이 이유로 생각됩니다.

연구팀은 같은 방식으로 다른 외계 행성의 내부 구조도 파악할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 제임스 웹 우주 망원경의 활약으로 과학자들은 과거에는 알 수 없었던 외계 행성의 내부 구조를 들여다볼 수 있게 됐습니다.

참고

https://phys.org/news/2024-05-webb-telescope-glimpse-exoplanet-interior.html

A warm Neptune's methane reveals core mass and vigorous atmospheric mixing, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07395-z. www.nature.com/articles/s41586-024-07395-z

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