우주 이야기 1601 - 행성계 진화를 보여주는 청소년 기 행성계

(A multiplanet system orbits around a K-dwarf star. Credit: AAS Nova and ESO/L. Calçada/Nick Risinger)

태양계 같은 행성계는 원시 별 주변에 형성된 원시 행성계 원반의 가스와 먼지가 모여서 형성됩니다. 과학자들은 생성 중인 원시 행성계 원반의 모습을 여럿 관측해 행성계의 초기 진화 과정을 많이 밝혀냈습니다. 하지만 새로 생겨난 행성계가 어떻게 진화했는지에 대해서는 여전히 모르는 부분이 많습니다.

플로리다 공과대학의 하워드 첸 조교수 (Florida Tech assistant professor Howard Chen)는 캘리포니아 공과대학, 하와이 대학교, 난징 대학교의 천문학자들을 포함한 전 세계 연구진과 함께 사람으로 치면 10대 청소년 단계인 행성계 TOI-2076의 관측 결과를 분석했습니다.

태양과 비슷한 K형 별인 TOI-2076는 나이가 2억 1천만 년으로 태양의 46억 년보다 꽤 젊은 나이입니다. 이 별 주변에는 태어난지 얼마되지 않은 행성들이 관측됐습니다. 과학자들은 나사의 TESS 및 지상 망원경으로 관측된 4개의 행성을 시뮬레이션 했습니다. 이번 연구에서 연구팀의 모델은 실제 행성의 대기 형태를 잘 반영했습니다.

이 행성들은 한 때 밀집되어 있었지만, 현재는 서서히 멀어지는 중입니다. 그리고 4개의 행성 가운데 가장 안쪽에 있는 행성은 강력한 항성풍과 광증발 (photoevoporation)로 인해 대기를 거의 잃어 버린 반면 나머지 세 개는 암석핵과 대기를 유지한 것으로 나타났습니다. 이는 안쪽에 있는 행성일수록 가스를 보존하기 힘들다는 과거의 추정을 뒷받침하는 결과입니다.

이 연구 결과를 토대로 생각하면 어쩌면 수성도 초기엔 대기를 지니고 있었을 수 있습니다. 그리고 화성처럼 처음에는 대기를 어느 정도 지니고 있던 행성도 결국 항성풍에서 대기를 지킬 수 있을 만큼 강한 자기장과 중력이 없어 대기를 잃었다는 것을 짐작할 수 있습니다. 이렇게 여러 단계에 있는 행성을 연구하므로써 과학자들은 우리 태양계의 과거 역시 엿볼 수 있습니다.

참고

https://phys.org/news/2026-02-rare-teenage-planetary-deepens-cosmic.html

Mu-Tian Wang et al, An adolescent and near-resonant planetary system near the end of photoevaporation, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02795-9 www.nature.com/articles/s41550-026-02795-9

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