우주 이야기 1426 - 수증기가 발견된 뜨거운 토성형 외계 행성

(Artist's concept of Smertrios. Credit: NASA.)

과학자들이 뜨거운 토성형 행성에서 수증기의 증거를 발견했습니다. 도쿄 대학의 사예드 라피 (Sayyed A. Rafi of the University of Tokyo)가 이끄는 연구팀은 칼라-알토 천문대 Calar-Alto Observatory에 설치된 카메네스 분광기 CARMENES spectrograph를 이용해 지구에서 248.5광년 떨어진 외계행성 HD 149026 b를 관측했습니다.

스머트리오스 (Smertrios)로도 불리는 HD 149026 b는 목성 지름의 0.81배에 1/3 정도 되는 질량을 지닌 행성으로 모항성에서 거리가 0.043AU에 불과해 공전주기도 2.876일 정도에 불과합니다. 이런 행성에서 수증기의 신호가 검출된 것은 놀라운 일인데, 표면 온도가 1,693 K에 달할 정도로 온도가 높기 때문입니다.

연구팀은 스머트리오스가 이론적인 예측보다 탄소 대 산소의 비율이 높아 더 안정된 분자인 이산화탄소로 결합하지 않은 산소가 수소와 결합한 것으로 보고 있습니다. 물론 물 분자가 수소와 산소로 분해되지 않을 정도로 아슬아슬하게 온도가 높은 것도 이유일 것입니다.

물은 우주에 가장 흔한 원소인 수소와 상대적으로 흔한 원소인 산소가 결합해서 만들어지기 때문에 우주에 흔한 분자입니다. 그리고 최근에는 외계행성에도 그렇게 드물지 않다는 증거들이 쌓이고 있습니다. 스머트리오스 자체는 생명이 살 수 없는 행성이지만, 물의 존재가 외계행성에도 흔하다는 증거를 제시했다는 점에서 의의가 있습니다.

참고

https://phys.org/news/2024-07-evidence-vapor-atmosphere-smertrios.html

Sayyed A. Rafi et al, Evidence of Water Vapor in the Atmosphere of a Metal-Rich Hot Saturn with High-Resolution Transmission Spectroscopy, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2407.01266

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