별빛에 분해되는 행성인가…약 3.3일 주기 외계행성 포착

200광년 밖 DMPP-1 항성에 바짝 붙어 궤도 돌며 기체로 승화 추정

DMPP-1 행성계에서 분해되고 있는 것으로 추정되는 외계행성 상상도 [Mark A. Garlick/Haswell/ Barnes/Staab/Open University 제공/ 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 별(항성)에 바짝 붙어 궤도를 돌며 기체로 분해되는 과정에 있는 것으로 추정되는 외계행성이 포착돼 학계에 보고됐다.

이 행성은 지구에서 약 200광년 떨어진 곳에 있는 'DMPP-1'이라는 20억년가량 된 별을 약 3.3일 주기로 도는 암석형 행성인 것으로 파악됐다.

미국천문학회(AAS)에 따르면 영국 오픈유니버시티(OU)의 마크 존스 박사가 이끄는 연구팀은 천체면 통과(transit) 방식으로 외계행성을 탐색해온 우주망원경 '테스'(TESS)를 이용해 DMPP-1 행성계를 관측한 결과를 AAS 학술지 '천체물리학저널 회보'(The Astrophysical Journal Letters) 최신호를 통해 발표했다.

DMPP-1 행성계는 고정밀 시선속도 측정법으로 뜨거운 가스에 휩싸여있는 인근 별의 미세한 움직임을 관측해 항성 가까이서 궤도를 돌며 질량을 잃는 외계행성을 찾는 '분산 물질 행성 프로젝트'(DMPP)를 통해 확인됐다. 이 프로젝트는 지난 2015년에 관측을 시작했으며, 지난해 12월 첫 결과물로 DMPP-1을 비롯해 3개 행성계에서 6개의 외계행성을 찾아내 발표했다.

연구팀은 이 중 지구 질량 2~10배 크기의 슈퍼지구급 행성 3개와 해왕성급 행성 1개 등 모두 4개의 행성을 가진 것으로 파악된 DMPP-1 행성계를 테스의 광도측정법으로 관측했다.

행성이 별 앞을 지날 때 광도가 일시적으로 줄어드는 것을 통해 행성의 존재를 확인하는 천체면 통과 방식으로 시선속도법을 이용해 파악된 행성들을 다시 들여다 본 것이다.

그 결과, 4개의 행성은 천체면 통과가 예측된 시기에 광도 상 어떤 변화도 보이지 않았다. 이는 행성이 예상했던 것보다 작거나 별 앞을 정확히 지나가지 않았기 때문으로 추정됐다.

대신 시선속도법으로는 측정되지 않았던 약한 천체면 통과 신호가 포착됐다.

이 신호는 주기가 3.2854일로 짧고, 항성 대비 행성의 반지름을 나타내는 '천체면 통과 깊이'(transit depth)가 가변적이며, 크기가 작은 점 등은 별에 너무 바짝 붙어 궤도를 돌아 암석으로 된 표면이 기체로 바뀌며 분해되는 과정에 있는 암석형 외계행성과 일치하는 것으로 나타났다.

테스로 관측된 총 7차례의 천체면 통과 신호 중 깊이가 0에 가까운 것도 있는 등 상당히 가변적이었는데, 이는 행성에서 증발된 물질로 된 구름이 유발하는 것으로 분해 과정에 있는 행성에서 일반적으로 나타나는 현상으로 지적됐다.

이 행성은 아직 형체를 유지하고 있지만 고체가 기체로 바뀌는 승화(昇華)를 통해 궁극에는 완전히 해체돼 아무것도 남지않게 될 것으로 전망됐다.

DMPP-1에서 포착된 천체면 통과 신호는 추가 광도측정을 통해 확인이 필요한 것으로 지적됐다. 그러나 연구팀이 발표한 것이 맞는다면 지구에서 가까운 곳에 있는 밝은 별을 바짝 붙어 돌고있는 암석형 행성을 확보한 것이어서 많은 정보를 확보할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

내년에 발사될 예정인 차세대 우주망원경인 '제임스 웹 우주망원경'(JWST)으로 이 행성의 천체면 통과 신호를 관측하면 증발되는 물질의 구성 성분을 파악할 수 있으며, 이를 통해 항상 가까이 있는 뜨거운 암석형 행성의 형성과 진화에 관한 단서를 얻을 수 있을 것으로 전망되고 있다.

eomns@yna.co.kr



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