별에 바짝 붙어 약 18시간 주기로 공전하는 목성급 외계행성이 관측돼 별의 중력에 갈가리 찢겨나갈지 주목받고 있다.

NGTS-10b로 알려진 이 행성은 별 지름의 두 배밖에 안 되는 거리에서 빠르게 공전하고 있다. 태양계로 따지면 가장 안쪽에 있는 행성인 수성과 태양 거리(약 5천790만㎞)의 27분의 1 위치에 있는 셈이다.

태양~지구 거리(1AU)의 10분의 1 이내에서 빠른 속도로 항성을 도는 거대 가스행성을 가리키는 이른바 '뜨거운 목성' 중에서 이처럼 별 가까이 붙어 공전하는 것이 관측된 것은 처음이다.

▲ 별에 바짝 붙어 공전하는 뜨거운 목성 NGTS-10b

과학자들은 NGTS-10b가 별 가까이 붙어있는 뜨거운 목성들이 별을 향해 죽음의 행진을 하는 것인지를 알아볼 좋은 기회가 될 것으로 기대하고 있다.

이 행성은 영국 워릭대학교 물리학과의 제임스 매코맥 박사가 이끄는 연구팀이 지구에서 약 1천60광년 떨어진 곳에서 발견했으며, 자세한 관측 결과를 왕립천문학회 월보(MNRAS)에 발표했다.

연구팀은 행성이 별 앞을 지날 때 별빛이 줄어드는 것을 통해 행성의 존재를 확인하는 '천체면 통과'(transit) 방식으로 해왕성급의 외계행성을 찾는 '차세대 트랜짓 탐사'(NGTS) 과정에서 NGTS-10b를 발견했다.

▲ 공전주기가 22.6시간인 330광년 밖 뜨거운 목성 WASP-18b 상상도. 오른쪽 박스 안은 광학(상단)과 X선 이미지

이론상 별 가까이서 공전하는 뜨거운 목성은 크기나 천체면 통과 빈도 등을 고려할 때 자주 발견돼야 하지만 정반대로 희귀할 정도다. 지금까지 발견된 약 340개의 뜨거운 목성 중 공전 주기가 24시간 이내인 것은 7개에 불과하다.

NGTS-10b의 18.4시간 주기는 그 중에서도 가장 짧은 것으로, 별의 기조력에 부서지지 않고 접근할 수 있는 '로슈한계'(Roche limit)에 1.46배까지 근접한 것으로 측정됐다.

NGTS-10 항성은 약 100억년 전 형성된 주계열성으로, 태양과 비교해 크기와 질량이 약 70% 정도이며, 온도는 1천도가량 낮은 것으로 관측됐다.

NGTS-10b 행성은 목성보다 약 20%가량 크고 질량은 두 배를 조금 넘는 것으로 나타났다. 별의 기조력으로 행성의 한쪽 면만 늘 별을 향해 평균 온도가 1천도가 넘을 것으로 추정됐다.

매코맥 박사 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)가 칠레 파라날 천문대에서 운영하는 NGTS를 이용해 앞으로 10년간 NGTS-10b가 현 궤도를 계속 유지할지 아니면 항성 쪽으로 더 다가설지를 정밀 관측할 계획이다.

연구팀은 NGTS-10b의 공전주기가 짧아지고 별로 다가서는 것을 관측하면 지금까지 알지 못했던 행성 구조와 기조력 등에 관한 이해를 넓힐 수 있을 것으로 기대하고 있다.

대형 가스행성들은 별의 중력과 복사, 태양풍 등으로 가스가 뭉치지 못하기 때문에 별 가까이서는 형성되지 않는다. 주로 멀리서 만들어져 주변의 가스 원반과 상호작용으로 안쪽으로 이주하게 된다.

논문 공동저자인 데이비드 브라운 박사는 "(NGTS-10b처럼) 극도로 짧은 공전주기를 가진 행성은 행성계 외곽에서 안으로 들어와 궁극에는 별에 파괴되거나 먹히는 것으로 생각된다"면서 "우리가 운 좋게 이를 포착하거나 아니면 별에 다가가는 과정이 예상보다 더뎌 이런 상태로 상당 기간 지속할 수도 있다"고 했다.

국제팀  press@jeonpa.co.kr

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