하루가 7.7시간…지구 절반 '초경량 슈퍼 수성' 발견

지구 질량의 절반밖에 안 되는 초경량 외계행성이 별에 바짝 붙어 8시간마다 공전하는 것이 관측됐다.

'GJ 367 b'로 명명된 이 행성은 지금까지 확인된 5천 개 가까운 외계행성 중 가장 작고 가벼운 행성으로, 암석형 행성의 형성과 진화를 이해하는 새로운 단서를 제공해줄 것으로 제시됐다.

독일우주국(DLR) 행성연구소에 따르면 크리스틴 램 박사 등이 이끄는 국제 연구팀은 지구에서 약 31광년 떨어진 곳의 적색왜성을 도는 GJ 367 b 행성을 관측한 결과를 과학 저널 '사이언스'(Science)에 발표했다.

연구팀은 우주망원경 '테스'(TESS)를 이용해 행성이 별 앞을 지날 때 별빛이 줄어드는 것을 포착해 GJ 367 b의 존재를 확인했다.

별빛이 줄어드는 양을 통해 행성의 지름이 약 9천120㎞로 지구의 4분의 3 정도인 것을 확인했다. 화성보다 약간 큰 셈이다.

또 유럽남방천문대(ESO)가 운영하는 칠레 라 시야 천문대의 구경 3.6ｍ 망원경에 장착된 '초정밀 시선속도 행성 추적기'(HARPS)를 이용해 행성의 중력으로 별빛이 미세하게 흔들리는 것을 관측했다.

그 결과, 반경은 지구의 72%에 달하지만, 질량은 55%밖에 안 되는 것을 알아냈다. 이는 행성 대부분이 순수한 철에 가까운 밀도를 갖고 있다는 의미다.

연구팀은 GJ 367 b가 맨틀을 잃고 철로 된 핵만 남은 행성일 수 있다고 했다.

논문 공동 제1저자인 실라르드 치즈마디아 박사는 "이런 특성은 철과 니켈로 구성된 핵이 태양계 내 다른 암석형에 비해 불균형적으로 높은 수성과 유사하다"고 설명했다.

지름이 약 4천879㎞로 태양을 88일 주기로 공전하는 수성과 비교해 모든 점에서 '슈퍼 수성'이라고 할만하다.

GJ 367 b의 공전주기는 7.7시간으로, 공전주기가 24시간 미만인 '초단기'(USP) 행성이다. 지구보다 질량과 크기가 작은 USP 행성은 찾아내는 것이 어려울뿐만 아니라 질량과 크기가 정확히 측정된 것도 이번이 처음인 것으로 제시됐다. 이는 행성의 밀도를 계산해 내부 구조를 추정할 수 있게 해줌으로써 행성 형성과 진화 과정을 이해하는 단서가 된다.

연구팀은 GJ 367 b가 태양 절반 크기의 M형 적색왜성에 바짝 붙어있어 항성을 향한 면의 표면 온도가 섭씨 1천300∼1천500도에 달할 것으로 추정했다. 이는 표면의 암석과 금속이 용융 상태를 유지하는 온도다.

연구팀은 GJ 367 b가 상대적으로 가까운 거리에 있어 고성능 망원경을 이용한 추가 관측을 통해 표면이 용융 상태인지, 대기를 갖고있는지 등을 확인할 수 있을 것으로 기대했다.

(사진=연합뉴스)


김현경기자 khkkim@wowtv.co.kr