(An artist's impression of L 98-59 d. Credit: Mark A. Garlick / markgarlick.com.)
옥스퍼드 대학의 과학자들이 새로운 형태의 외계 행성을 포착했습니다. L 98-59 d는 지구에서 35광년 떨어진 작은 적색왜성 주변을 공전하는 행성으로 최근 제임스 웹 우주 망원경과 지상 망원경으로 자세한 관측이 이뤄졌습니다. 그 결과 연구팀은 이 행성이 크기에 비해 밀도가 매우 낮고(지구의 약 1.6배), 대기에는 상당량의 황화수소가 포함되어 있다는 특이한 사실을 알아냈습니다.
옥스퍼드 대학 물리학과의 해리슨 니콜스 박사 (Dr. Harrison Nicholls (Department of Physics, University of Oxford))와 동료들은 L 98-59 d의 관측 결과를 분석해 이 특이한 외계 행성의 비밀을 풀어냈습니다.
지금까지 천문학자들은 이러한 행성을 암석으로 이루어진 수소 대기를 가진 가스 왜성(gas dwarf)나 깊은 바다와 얼음으로 이루어진 물이 풍부한 행성, 이렇게 두 가지 익숙한 범주 중 하나에 분류해 왔습니다. 그러나 이번 관측 결과는 L 98-59 d가 이 두 가지 설명 모두에 부합하지 않으며, 오히려 무거운 황 분자를 포함하는 완전히 다른 유형의 행성이라는 점을 시사하고 있습니다.
옥스퍼드 대학교, 흐로닝언 대학교, 리즈 대학교, 취리히 연방 공과대학교의 연구팀은 첨단 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 지구 탄생 직후부터 현재까지 약 50억 년에 걸친 지구의 역사를 재구성한 후 이 모델을 L 98-59 d에 적용해 이 행성의 독특한 구성의 원인을 알아냈습니다.
연구 결과에 따르면 L 98-59 d의 맨틀은 용융된 규산염(molten silicate, 지구의 용암과 유사)일 가능성이 높습니다. 지구와 다른 점은 지각이 없고 대신 표면에 거대한 마그마 바다 (Magma Ocean)을 지니고 있다는 것입니다.
거대한 마그마 바다 덕분에 L 98-59 d는 지질학적 시간 규모에 걸쳐 행성 내부 깊숙이 엄청난 양의 유황을 저장할 수 있습니다. L 98-59 d가 황화수소(H₂S)와 같은 유황 함유 가스를 포함하는 두꺼운 수소 함유 대기를 유지한 것은 이 마그마 바다 덕분으로 보입니다. 그렇다고 해서 이 행성이 생성 초기의 모습을 그대로 간직하고 있는 것은 아닙니다.
JWST 관측 결과 L 98-59 d 상층 대기에서 이산화황을 비롯한 여러 황 가스가 확인됐는데, 연구팀의 모델은 이러한 가스들이 모항성인 적색 왜성 L 98-59에서 나오는 자외선에 의한 화학 반응으로 생성된 것임일 보여줍니다. 동시에, 지하의 마그마 바다는 이러한 휘발성 가스를 완충하는 거대한 저장소 역할해 소실되는 가스를 계속 보충했을 것입니다. 시뮬레이션에 따르면 L 98-59 d는 과거 더 많은 양의 휘발성 물질로 지녔을 가능성이 높으며, 한때 지금보다 더 큰 가스 행성이었을 수 있습니다.
마그마 바다와 황이 풍부한 대기를 지닌 지구 크기 행성은 태양계에는 없는 매우 독특한 형태의 행성입니다. 하지만 의외로 우주에는 드물지 않을 수도 있습니다. 앞으로 관측을 통해 이런 비슷한 마그마 바다 행성을 추가로 더 발견하게 될지도 모릅니다.
참고
https://phys.org/news/2026-03-class-molten-planet-abundant-sulfur.html#google_vignette
Volatile-rich evolution of molten super-Earth L 98-59 d, Nature Astronomy (2026). DOI: 10.1038/s41550-026-02815-8
댓글
댓글 쓰기