(Artistic illustration of the internal structure of a lava planet in a cold state, showing a day‑side magma ocean overlain by a mineral atmosphere. The arrows indicate the direction of heat transport within the planet's interior and the thermal radiation emitted from its night side. Credit: Romain Jean-Jaques (Instagram: @romainjean.jacques))
지구는 다행히 태양에서 적당한 거리에서 공전하고 있지만, 우주에 있는 일부 지구형 행성들은 어미 별에 너무 가까운 위치에서 공전하고 있습니다. 일부 행성은 이로인해 표면의 지각이 녹은 용암 행성 (lava planets)의 형태를 지닌 것으로 생각됩니다.
캐나다 토론토의 요크 대학의 샤를-에두아르 부케레 교수 (Charles-Édouard Boukaré, Assistant Professor in York University's Department of Physics and Astronomy in the Faculty of Science) 연구팀은 시뮬레이션을 통해 용암 행성의 특징을 연구했습니다.
연구팀에 따르면 용암 행성은 내부 상태에 따라 내부가 완전히 녹은 용암 행성 (Fully molten interior)과 내부는 고체 상태인데 표면에만 용암 바다가 있는 내부가 단단한 용임 행성 (Mostly solid interior)으로 나눌 수 있습니다.
전자의 경우 생성된지 얼마 안된 젊은 행성으로 내부가 모두 녹은 상태로 모항성의 별의 열을 받아 빨리 식지 않고 물질이 섞여 액체 행성의 형태를 띄게 됩니다. 반면 후자는 생성된지 오래된 행성으로 내부에는 지구처럼 지각, 맨틀, 핵의 구조가 생성됐지만, 표면 일부는 녹아서 용암 바다를 형성한 경우입니다.
용암 행성들은 별에 매우 가까이 붙어 있기 때문에 지구와 달처럼 한쪽으로 조석 고정이 되어 있습니다. 따라서 영원히 낮인 부분과 밤인 부분이 반씩 존재합니다. 이에 따라 밤인 부분으로 에너지가 주로 빠져나가는 구조를 지니고 있습니다. 그리고 표면만 녹은 경우 밤인 부분은 성대적으로 용암 바다가 적은 구조가 될 것입니다.
용암 행성들은 나이와 녹은 정도에 따라서 구성 물질도 변할 수 있습니다. 나트륨이나 포타슘처럼 비교적 낮은 온도에서 기화하는 물질을 더 빨리 잃을 것이기 때문에 이를 관측을 통해 확인할 수 있습니다. 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경으로 100시간 정도 관측하면 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
참고
https://phys.org/news/2025-07-lava-planets-evolve.html
The role of interior dynamics and differentiation on the surface and in the atmosphere of lava planets, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02617-4, www.nature.com/articles/s41550-025-02617-4
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