지구보다 훨씬 크면서 평균 밀도는 스티로폼 수준으로 낮은 희한한 행성이 새로 발견됐다.
하버드 스미스소니언 천체물리학센터는 최근 공개한 관측 보고서에서 초저밀도 행성 'TOI-1420b'를 소개했다. 이번 연구에는 미 항공우주국(NASA)의 우주 망원경 테스(TESS)의 관측 정보가 활용됐다.
행성의 평균 밀도는 구성 물질이 가벼울수록 낮다. 토성처럼 밀도가 물보다 낮은 행성도 있는데, 태양계 바깥의 외계행성의 경우 항성의 열 때문에 팽창을 거듭해 밀도가 극히 낮은 것들이 존재한다.
외계행성의 밀도가 어느 정도 낮은지 알아보기 위해 연구팀은 테스 망원경이 잡아낸 'TOI-1420b'의 관측 데이터를 분석했다. 천체의 추산 직경과 질량 값을 토대로 'TOI-1420b'의 평균 밀도는 1㎤ 당 0.082g로 계산됐다.
센터 관계자는 "행성의 밀도는 지구의 1㎤ 당 약 5.5g에서 토성의 1㎤ 당 0.687g까지 천차만별"이라며 "토성의 밀도가 물보다 낮은 것은 기체가 주체인 거대 가스 행성이며 본체 대부분이 수소와 헬륨으로 구성되기 때문"이라고 전했다.
이 관계자는 "천문학계는 그간의 외계행성 탐사에서 태양계 밖에는 토성보다 평균 밀도가 떨어지는 천체가 많다는 걸 알아냈다"며 "주성과 거리가 가깝고 목성처럼 가스로 구성된 일명 '뜨거운 목성' 중에서도 밀도가 낮은 것들을 '부풀어 오른 행성(puffy planets)'이라고 칭한다"고 덧붙였다.
'TOI-1420b'는 케페우스자리 방향으로 약 660광년 떨어진 항성 'TOI-1420' 주위를 공전한다. 센터는 로크 데 로스 무차초스 천문대의 갈릴레오 망원경에 장착된 시선속도 분광기 'HARPS-N'의 관측 데이터를 바탕으로 'TOI-1420b'의 질량을, '테스' 망원경의 트랜싯 관측 방법에 이용해 직경과 밀도를 각각 추산했다.
센터 관계자는 "'TOI-1420b'는 크기가 지구의 12배에 달하는 목성과 비슷하면서도 질량은 목성의 약 8%밖에 되지 않는다"며 "'TOI-1420b'는 주성에서 불과 약 1100만㎞ 거리를 6.96일 주기로 공전하며 표면 온도는 680℃로 추정된다. 이런 극단적 환경이 행성을 팽창시켜 잔뜩 부풀린 것"이라고 설명했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
