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- 외계행성이 대부분 철로 구성되어 있음, 지구 무게의 절반, 화성 크기
- 질량은 지구 질량의 55%에 불과하여 가장 가벼운 것으로 알려진 외계행성
- GJ 367b는 한 궤도 회전에 0.32일, 지구보다 576배 많은 방사선을 받는다.
- 낮 기온은 거의 섭씨 1500도에 육박

거대한 핵을 가진 외계행성 왜성
근처의 적색 왜성 주변의 암석 행성은 작고 뜨겁고 밀도가 비정상적으로 높다.

핵이 다른 부분보다 많다:
천문학자들이 불과 31광년 떨어진 곳에서 여러 면에서 특이한 외계행성을 발견했다.
화성 크기의 암석 행성 GJ 367b는 현재까지 알려진 행성 중 가장 가볍고 작기 때문이다. 동시에 핵은 상대적으로 거대하다. 내부의 80% 이상을 차지한다. 이것은 외계행성이 대부분 철로 구성되어 있음을 의미한다. 이것이 어떻게 생겼고, 철이 풍부한 작은 철이 별에 그렇게 가까운 궤도를 도는 이유가 밝혀졌다. 

▲ 근처에 있는 외계행성 GJ 367b는 특히 작고 가볍지만 지옥처럼 뜨겁고 비정상적으로 큰 철핵을 가지고 있다. © SPP 1992/ Patricia Klein

외행성은 더 크고 무거울수록 일반적인 천문학적 방법을 사용해 추적하기가 더 쉽다.
그 이유는 행성이 자신의 별 앞을 지나갈 때 광 곡선에 분명히 알아볼 수 있는 함몰부를 만들고 중력 효과로 인해 모별이 특징적인 방식으로 흔들리기 때문이다. 그러나 지구 크기의 외계행성이나 더 작은 물체의 경우 이러한 신호를 명확하게 식별하기 어렵다.

천문학자들이 지구보다 작은 외계행성을 최초로 발견한 것은 2011년이었다.
2013년에는 심지어 수성보다 작은 왜성 케플러-37b가 뒤를 이었다.

지구 무게의 절반, 화성 크기

베를린 공과 대학의 크리스틴 램과 함께 일하는 천문학자들은 최근 이 행성 왜성의 또 다른 대표자를 발견했다. 그들은 TESS 우주 망원경이 감지한 가능한 행성 신호를 조사하고 있었다. 약 31광년 떨어진 적색 왜성 GJ 367의 광 곡선은 주기적인 어두워짐을 보였다. 연구팀은 이 데이터를 더 자세히 분석하고 칠레에 있는 유럽남방천문대의 HARPS 분광기로 추가 관측을 수행했다.

결과:
근처에 있는 적색 왜성은 실제로 행성을 가지고 있다.
GJ 367b로 명명된 이 행성은 지름이 약 9000km이며 화성보다 거의 크지 않으므로 알려진 몇 안 되는 작은 지구 중 하나다. 또한, 질량은 지구 질량의 55%에 불과하여 가장 가벼운 것으로 알려진 외계행성이다. "반지름과 질량의 정확한 결정에서 우리는 GJ 367b가 암석 행성임에 틀림없다는 결론을 내렸다"고 Lam은 말했다.

주기가 매우 빠르고 지옥처럼 뜨겁다.

작은 행성은 별에 너무 가깝게 공전하기 때문에 기후가 지구와 거의 비슷하다.
GJ 367b는 한 궤도에 0.32일이 필요하며 별에서 지구보다 576배 많은 방사선을 받는다. 그 결과 낮 기온은 거의 섭씨 1500도에 육박한다. "그것은 규산염과 금속성 철을 녹이거나 기화시킬 만큼 충분히 뜨겁다"고 천문학자들은 설명했다.

근처의 지구는 소위 초단기 행성(USP; Ultra Super Period Planet)이라고 하는 또 다른 희귀 외행성 그룹에 속한다.
"우리는 지금까지 그중 몇 가지를 알고 있지만, 그 기원은 아직 알 수 없다"고 Lam은 설명한다. "이 새로운 USP 행성의 근본적인 특성을 측정함으로써 우리는 그러한 시스템의 형성과 그 역사를 처음으로 엿볼 수 있다.“

바위보다 더 많은 철 함유

GJ 367에서 더욱 특이한 점은 내부 작동이다.
밀도가 8.1g/cm3로 비슷한 크기의 다른 외계행성보다 훨씬 높다. Lam의 동료인 Szilard Csizmadia는 "밀도가 높다는 것은 이 행성이 금속성 핵에 의해 지배되고 있음을 나타낸다"고 설명했다. 팀의 계산에 따르면 이 금속 핵는 행성 반경의 85%를 차지할 수 있다.

이 작고 뜨거운 암석 세계는 대부분 철로 구성되어 있다.
Csizmadia는 "이 점에서 그것은 불균형적으로 큰 철과 니켈 코어가 태양계의 다른 모든 천체와 구별되는 수성과 유사하다"고 말했다. 수성의 경우, 천문학자들은 선사 시대의 충돌로 행성의 암석 맨틀이 상당 부분 찢어졌다고 생각한다. GJ 367b에도 비교적 거대한 철 핵이 있는 이유, 생성 방식, 별에 가까이 공전하는 이유는 아직 밝혀지지 않았다.
(Science, 2021; doi: 10.1126 / science.aay3253)
출처: 독일 항공 우주 센터(DLR)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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