지구에서 약 31광년 떨어진 외계행성 'GJ 367b'는 대부분이 철로 구성됐다는 주장이 제기됐다. 2021년 처음 관측된 'GJ 367b'는 주성을 약 7.7시간 만에 공전하는 초단주기 행성(ultra-short-period planets)이다.
이탈리아 토리노대학교 연구팀은 최근 공개한 관측 보고서에서 돛자리 방향의 외계행성 'GJ 367b'의 평균 밀도는 1㎤ 당 약 10.2g이라고 전했다. 이는 1㎤ 당 5.51g인 지구의 1.85배로, 구성 물질이 주로 철일 가능성을 시사한다.
'GJ 367b'는 미 항공우주국(NASA)의 외계행성 탐사 망원경 '테스(TESS)'의 관측 정보를 분석하는 과정에서 정체가 드러났다. 주성인 적색왜성 'GJ 367'에서 약 0.007천문단위(약 105만㎞) 떨어진 궤도를 약 7.7시간 주기로 빠르게 공전한다. 주성과 가까워 표면 온도는 1100℃에 달할 것으로 추측된다.
연구팀은 공전주기가 극히 짧은 점에서 주목받는 'GJ 367b'를 2년 가까이 정밀 관측했다. 이 과정에서 'GJ 367b'의 반지름은 지구의 약 0.699배, 질량은 지구의 약 0.633배라는 것을 알아냈다.
조사 관계자는 "유럽남천천문대(ESO)가 운용하는 칠레 라 시야 천문대의 3.6m 망원경을 활용해 'GJ 367b'를 관측했다"며 "망원경에 장착된 고정밀 시선속도계 외계행성 탐사장치 'HARPS(High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher)'를 이용해 'GJ 367b'의 질량을 구했다"고 말했다.
시선속도법은 외계행성의 공전에 따라 원을 그리듯 살짝 흔들리는 주성의 움직임으로 외계행성을 간접 관측한다. 행성의 공전에 따라 주성이 요동치면 빛의 색상은 주성이 지구에 접근할 때는 푸르게, 멀어질 때는 붉게 주기적으로 변한다. 이런 주성의 색 변화를 포착하기 위해서는 분광 관측기가 필요하다.
조사 관계자는 "'GJ 367b'의 내부 구조를 분석한 결과, 전체 질량 중 약 91%는 철로 된 핵이라고 보는 것이 타당하다"며 "지금까지 5500개 정도 발견된 외계행성 중 이렇게 평균 밀도가 높은 것은 드물다"고 강조했다.
연구팀은 'GJ 367b'가 원래 철이 풍부한 환경에서 탄생했거나 행성이 만들어진 후 철로 된 핵을 둘러싼 암석질 맨틀이 벗겨졌을 가능성을 떠올렸다. 어느 쪽이 맞는지 정확히 알기 위해서는 제임스웹우주망원경 등 추가 장비를 동원한 고정밀 관측이 필요하다는 게 연구팀 입장이다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
