가스 행성으로서 지구와 같은 행성의 시초 연구

KISTI 『글로벌동향브리핑』 2010-01-08

지금까지 발견된 가장 지구와 비슷한 행성은 토성과 같은 크기의 거대 가스 행성의 암석으로 되어있을 것이라는 주장이 워싱턴에서 열린 미국 천문 학회 회의에서 발표되었다. 15년전 우리의 태양계 밖에서 감지된 첫 번째 행성은 그들의 별 주위를 아주 가깝게 선회하는 거대 가스형 행성으로 밝혀졌다. 그것을 ‘뜨거운 목성’ (hot Jupiters)이라고 부르며 그것들은 천문학자들이 찾을 것이라고 예상하지 않았던 행성이었다고 메릴랜드주에 위치한 NASA 고다드 우주 비행 센터의 브라이언 잭슨이 말했다. “지금 우리는 비슷한 궤도 선회를 하는 지구 크기의 물체를 관찰하고 있다. 거기에는 연관성이 있을까?”라고 잭슨이 말했다. 잭슨과 그의 동료들은 천문학자들에 의해 발견된 가장 작고 지구와 비슷한 CoRoT-7b에 대해 연구했다. 프랑스 우주국에 의해 임무가 주어진 코롯 위성(CoRoT- Convection, Rotation and Planetary Transits)에 의해서 2009년 2월에 발견된 행성인 CoRoT-7b 는 태양과 비슷한 별 주위를 겨우 20.4시간만에 공전하며 480광년 떨어진 외뿔소자리 별자리내에 위치해 있다. 천문학자들은 이 별이 약 15억년 이상 되었으며, 또는 대략 태양 나이의 3분의 1쯤 된다고 믿고 있다. "COROT ? 7b는 그것의 별에 지구보다도 거의 60배 이상 가까이 있어서, 우리가 하늘에 있는 태양을 보는 것보다도 거의 360배 이상 크게 별을 볼 수 있다. ”라고 잭슨이 말했다. 그 결과로, 그 행성의 표면은 대낮에는 거의 화씨 3,600도에 도달한다. COROT ? 7b의 크기( 지구의 70%정도)와 질량(지구의 4.8배)은 그 행성이 아마도 암석 재질로 이루어져 있을 것이라고 짐작케한다. "그러나 그러한 한 낮의 높은 온도로 그 별이 사라질 위기에 직면해 있으며 그 행성은 얇은 대기 이외에는 바위 하나도 남아있을 수 없을 것이다.”라고 잭슨은 말했다. 그는 태양열이 이미 CoRoT-7b의 많은 지구 질량 물질들을 녹여버렸을 것이라고 추산한다. 컴퓨터 모델의 도움으로 그 행성의 질량 손실및 궤도 변경을 추적하였고, 연구진들은 행성의 시간을 돌려 놓았다. "이 행성의 질량 손실과 중력사이에는 복잡한 상호 작용이 있는데, 이것은 그 별의 조석을 높힌다.”고 잭슨은 설명했다. 그 조석은 그 행성의 궤도를 점차 변경시키며 조수의 이동이라고 불리우는 과정을 통하여 안쪽으로 끌어들인다. 그러나 그 별에 점차 접근하면서 질량 손실을 일으키며, 그 행성은 궤도 변경율을 천천히 보이게 된다. 질량 손실과 조수 이동이 서로 이루어지고 있다는 것을 고려한 후에, 연구진은 CoRot-7b이 처음 생성되었을 때, 그것이 100 지구 질량 (또는 토성의 중량)을 가지고 있었을 것이라는 것을 발견했다. 그 당시, 그 행성은 지금보다 50% 떨어진 거리에서 궤도를 선회하고 있었다. 연구진들은 CoRot-7b이 토성과 같은 거대 가스 행성으로 그 삶을 시작했건 또는 바위 투성이로 시작했건 간에, 그 행성은 아마 그것이 형성된 이후에 많은 양의 지구 질량을 손실했을 것이라고 생각한다. "당신은 어떤 방법으로든지 간에 그 행성이 우리의 눈 앞에서 사라지는 것을 보게 될 것이다.”라고 잭슨은 말했다. 그는 비슷한 과정이 그들의 별 가까이 위치한 다른 많은 행성들에도 나타나고 있다고 제시했다. 사실, 몇 가지 최근의 연구는 뜨거운 목성들이 비슷한 질량 손실과 조수의 변화를 겪고 있으며 아마도 CoRoT-7b와 같이 비슷한 잔여물을 남겨놓고 떠날 것이라고 제시했다. "COROT ? 7b는 잔여물을 증발시켜버리는 최초의 행성이 될 것이다. 질량 손실 및 이동의 과정을 연구하는 것은 CoRoT이나 NASA의 케플러 같은 지구와 비슷한 행성을 찾는 임무를 가진 것들이 풀어야할 고온의 비밀을 벗기는데 매우 중요하다”라고 잭슨은 말했다. (그림) 이 그림은 가장 작은 외계 행성으로 알려진 CoRoT-7b에서 태양의 일출을 보여준다. star.bmp 출처 : http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2010/earthlike-exoplanet.html