처녀자리의 푹신한 행성의 미스터리

(NLDO) - WASP-107b 행성은 솜사탕 블록과 같은 상태로 존재하기 때문에 과학자들을 혼란스럽게 했습니다.

WASP-107b는 지구에서 212광년 떨어진 처녀자리에 위치한 WASP-107 항성계에 있는 행성 중 하나의 이름입니다.

과학자들은 이 행성을 "솜사탕 행성"이나 "푹신한 행성" 등 여러 가지 이상한 이름으로 부릅니다.

솜사탕 행성 WASP-107b - 이미지 제공: LUCA SCHOOL OF ART/NASA/ESA

WASP-107b가 이상한 별명을 가진 이유는 마치 면으로 만들어졌기 때문입니다.

NASA의 외계행성 데이터베이스에 따르면, 연구 결과에 따르면 이 이상한 세계 의 밀도는 약 0.19~0.202g/cm3에 불과한 반면, 지구의 밀도는 5.51g/cm3입니다.

WASP-107b의 반지름은 목성보다 약간 작습니다. 목성의 0.94배입니다. 하지만 질량은 지구보다 약 30배 더 큽니다. 목성은 암석 행성보다 밀도가 낮은 가스 행성이지만, 여전히 지구보다 318배 더 무겁습니다.

이전의 행성 형성 모델에서는 그렇게 크지만 극도로 가벼운 행성이 어떻게 형성될 수 있었는지 설명할 수 없었습니다.

미국 존스홉킨스 대학의 물리학자 데이비드 K. 싱이 이끄는 연구팀은 과학 저널 네이처에 발표한 연구를 통해 이러한 미스터리를 풀었습니다.

그들은 WASP-107b의 추정 반경, 질량, 나이, 내부 온도를 바탕으로, 이 행성은 수소와 헬륨으로 이루어진 큰 덩어리에 둘러싸인 매우 작은 암석 핵을 가지고 있다고 생각합니다.

하지만 그렇게 작은 핵이 어떻게 그렇게 많은 가스를 빨아들일 수 있었는지 이해하기는 어렵습니다. 만약 핵이 컸다면, 행성이 식으면서 대기가 수축했어야 합니다.

현재 사용 중인 가장 강력한 우주 망원경 두 개, 제임스 웹 근적외선 카메라(NIRCam) 및 중적외선 이미저(MIRI)와 허블의 광시야 카메라 3(WFC3)의 관측 결과를 결합하여, 그들은 WASP-107b 대기에 존재하는 수많은 분자의 풍부함을 측정했습니다.

이러한 분자에는 수증기, 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소, 이산화황, 암모니아가 포함됩니다.

허블과 제임스 웹 스펙트럼은 모두 WASP-107b의 대기에 메탄이 놀랍게도 전혀 없다는 것을 보여줍니다. 섭씨 500도를 기준으로 예상한 양의 1,000분의 1에 불과합니다.

이에 대한 설명은 단 하나뿐입니다. 기록상 다른 "뜨거운 목성" 행성과 비교했을 때 매우 "차가운" 표면 온도를 가지고 있음에도 불구하고, 이 솜사탕 행성은 매우 뜨거운 핵을 가지고 있습니다. 메탄은 고온에서 불안정하기 때문입니다.

이러한 내부 가열은 타원 궤도로 인한 조석 가열 때문일 수 있습니다. 행성이 모항성에 가까워지거나 멀어짐에 따라 중력이 변하여 행성이 늘어나 이러한 현상이 발생합니다.

연구진은 행성 내부에 대기를 완전히 순환시킬 만큼 충분한 열이 있다는 것을 확인한 후, 분광학이 핵의 크기를 추정하는 새로운 방법을 제공할 수도 있다는 것을 깨달았습니다.

결과는 행성의 핵이 원래 예상했던 것보다 두 배나 크다는 것을 보여주었습니다. 더 크고 더 뜨거운 핵 덕분에 행성은 매우 두꺼운 기체 껍질을 가지고 있으며, 오랜 시간 동안 솜사탕 같은 상태를 유지해 왔습니다.

다시 말해, 목성보다 더 뜨거운 해왕성이라는 뜻이다.

출처: https://nld.com.vn/bi-an-hanh-tinh-sung-hup-giua-chom-sao-xu-nu-196240521081817059.htm