행성형성 역사 밝혀줄 "10대 초반" 외계행성 찾아내

151광년 떨어진 곳서 4천500만년 된 별 도는 'DS Tuc Ab'

인간 나이로 따지자면 10대 초반밖에 안 되는, 발달이 진행 중인 어린 외계행성이 발견돼 행성 형성과정에 대한 이해를 넓히는 데 도움이 될 것으로 기대되고 있다.

미국 다트머스대학에 따르면 이 대학 물리천문학 조교수 엘리자베스 뉴튼 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 151광년 떨어진 큰부리새자리(Tucana)에서 발견된 외계행성 'DS Tuc Ab' 관측 결과를 과학저널 '천체물리학저널 회보(The Astrophysical Journal Letters)'에 발표했다.

DS Tuc Ab는 이중성계(DS Tuc)의 두 별 중 주별(DS Tuc A)을 8.1일 주기로 공전하고 있으며 지구의 5.7배 크기인 것으로 관측됐다.

해왕성과 토성의 중간 크기인 것으로 미뤄 태양계의 거대 행성들과 비슷한 대기 성분을 가졌을 것으로 추정됐다.

두 별은 생성된 지 약 4천500만년 밖에 안 된 젊은 별로 분석됐다.

연구팀은 DS Tuc Ab가 인간 나이로 환산하면 "10대 초반(pre-teen)"이라면서 행성이 더는 커지지 않겠지만 아직도 많은 변화를 겪을 것이라고 했다.

행성은 처음 형성될 때는 덩치가 커지다가 시간이 흐르면서 온도가 내려가고 대기 가스를 잃어 작아지는 것으로 알려져 있다.

행성이 '어른'이 돼 안정화하는데는 수백만년에서 길게는 수십억년이 걸리며 이를 실시간으로 관측할 수 없기 때문에 천문학자들은 젊은 별 주변에서 발달 과정에 있는 어린 행성을 찾으려는 노력을 펴왔다.

연구팀은 DS Tuc Ab가 아직 행성 형성 단계여서 대기가 증발하는 것을 직접 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 이를 통해 수십억년 뒤 외계행성에서 벌어질 상황을 예측하고 대기 증발이 지구를 포함한 오래된 행성에 어떤 영향을 미칠지를 이해할 수 있을 것으로 봤다.

DS Tuc Ab는 지난해 11월 미국항공우주국(NASA)의 행성사냥꾼 '테스(TESS)'를 통해 처음 관측됐으며 이후 뉴튼 박사가 이끄는 연구팀이 스피처우주망원경과 남아프리카대형망원경(SALT) 등으로 확인했다.

테스는 행성이 별 앞을 지날 때, 이른바 천체면 통과(transit) 때 별빛이 줄어드는 것을 통해 외계행성을 찾아낸다.

3차례 이상 천체면 통과를 관측하고 오류가 아닌 점이 확인되면 외계행성 후보 목록에 오르며, 지상이나 우주망원경을 통해 별도로 확인돼야만 외계행성으로 정식 등록된다.

연구팀은 외계행성 DS Tuc Ab의 크기는 파악했지만 전체 질량은 확인하지 못했으며 이 때문에 행성의 밀도나 대기 구성성분 등은 확실하게 밝히지는 못했다.

그러나 별빛이 아주 밝아 추후 관측을 통해 행성의 질량이나 대기 중 분자 구성 등을 충분히 측정할 수 있을 것이라고 했다.

/연합뉴스