새로운 외계 행성 발견으로 행성 형성에 대한 더 나은 이해 구축

국제 과학자 팀이 까마귀 별자리에 위치한 TOI-4860이라는 저질량 별을 공전하는 특이한 목성 크기의 행성을 발견했습니다.

TOI-4860 b라는 이름의 새로 발견된 거대 가스 행성은 두 가지 이유에서 특이한 행성입니다. 이렇게 질량이 작은 별에는 목성과 같은 행성이 있을 것으로 예상되지 않으며, 행성에는 특히 무거운 원소가 풍부한 것으로 보입니다.

버밍엄 대학교 천문학자들이 주도한 이번 연구는편지로 공개됩니다왕립천문학회 월간 공지에 게재되었습니다.

이 행성은 당초 NASA의 천이외행성탐사위성(Transiting Exoplanet Survey Satellite)을 이용해 모항성 앞을 통과하는 동안 밝기가 떨어지는 것으로 확인됐으나, 그 데이터만으로는 행성임을 확인하기에는 불충분했다.

연구팀은 칠레 아타카마 사막에 위치한 SPECULOOS 남천문대를 이용해 여러 파장의 행성 신호를 측정하고 행성의 특성을 검증했다. 천문학자들은 또한 행성이 모성 뒤로 사라지기 직전과 직후를 관찰하여 빛에 변화가 없다는 것을 알아냈는데, 이는 행성이 아무 것도 방출하지 않는다는 것을 의미합니다. 마지막으로 팀은 하와이에서 Subaru 망원경을 사용하여 일본 그룹과 협력했습니다. 그들은 그것을 완전히 확인하기 위해 함께 행성의 질량을 측정했습니다.

이 별을 따라가고 그 행성을 확인하는 것은 SPECULOOS 프로젝트 내의 박사 과정 학생 그룹의 주도권이었습니다.

최근 버밍엄 대학교에 논문을 제출한 박사 과정 학생 중 한 명인 조지 드란스필드(George Dransfield)는 다음과 같이 설명합니다. “표준 행성 형성 모델에 따르면 별의 질량이 작을수록 해당 별 주위의 물질 원반의 질량도 작아집니다.

“행성이 그 원반에서 생성되었기 때문에 목성과 같은 질량이 큰 행성은 형성되지 않을 것으로 널리 예상되었습니다. 하지만 우리는 이에 대해 호기심이 있었고, 그것이 가능한지 알아보기 위해 행성 후보를 확인하고 싶었습니다. TOI-4860은 우리의 첫 번째 확인이자 질량이 큰 행성을 호스팅하는 가장 낮은 질량의 별입니다.”

이번 연구를 주도한 버밍엄 대학교 외계행성학 교수인 아마우리 트리오(Amaury Triaud)는 다음과 같이 말했습니다. “TOI-4860과 같은 시스템을 관찰하자고 제안한 우리 팀의 뛰어난 박사 과정 학생들에게 항상 감사드립니다. TOI-4860과 같은 행성은 행성 형성에 대한 우리의 이해를 심화하는 데 필수적이기 때문에 그들의 작업은 실제로 성과를 거두었습니다.

“무슨 일이 일어났을지에 대한 힌트는 특히 중원소가 풍부한 것으로 보이는 행성 특성에 숨겨져 있습니다. 우리는 모항성에서도 비슷한 것을 발견했기 때문에 풍부한 중원소가 행성 형성 과정을 촉진했을 가능성이 높습니다.”

새로운 거대 가스 행성은 모항성 주위를 한 바퀴 도는 데 약 1.52일이 걸리지만, 모항성은 차가운 저질량 별이기 때문에 행성 자체는 "따뜻한 목성"이라고 불릴 수 있습니다. 이것은 초기 관측을 바탕으로 이러한 종류의 행성이 어떻게 형성되는지 자세히 알아보려는 천문학자들에게 특별한 관심을 끄는 행성의 하위 클래스입니다.

SPECULOOS 프로젝트의 또 다른 학생이자 벨기에 리에주 대학교에서 근무하는 Mathilde Timmermans는 다음과 같이 결론을 내렸습니다. “매우 짧은 궤도 주기와 모항성의 특성 덕분에 TOI-4860 b의 발견은 다음과 같은 놀라운 기회를 제공합니다. 따뜻한 목성의 대기 특성을 연구하고 거대 가스가 어떻게 형성되는지 자세히 알아보세요.”

최근 팀은 칠레의 초대형 망원경(Very Large Telescope)에서 망원경 시간을 부여받았으며, 이를 통해 비슷한 특성을 가진 여러 행성을 더 확인하는 데 사용할 계획입니다.

- 본 보도자료는 원래 버밍엄 대학교 웹사이트에 게재된 것입니다.