공전주기가 약 21시간에 불과한 뜨거운 해왕성(hot neptune) TOI-3261b가 발견됐다. 가스 천체이면서 주성 근처를 빠르게 공전하는 외계행성 중 질량이 목성에 가까우면 뜨거운 목성(hot jupiter), 해왕성에 가까우면 뜨거운 해왕성으로 각각 구분한다.
미 항공우주국(NASA)이 지난달 말 소개한 TOI-3261b는 지구에서 물뱀자리 방향으로 약 979광년 떨어져 있다. TOI-3261b는 태양보다 조금 작은 K형 주계열성 TOI-3261를 공전한다.
NASA 관계자는 "외계행성 탐사 장비 테스(TESS) 우주망원경이 관측한 TOI-3261b의 직경은 해왕성과 거의 같은 지구의 약 3.82배, 질량은 지구의 약 30.3배(해왕성의 약 1.7배)"라며 "주목할 것은 주성으로부터 거리가 약 0.017 천문단위에 불과하다는 것"이라고 전했다.
이어 "이는 태양으로부터 수성까지 평균 거리(약 0.39 천문단위)의 4.4%에 해당할 만큼 가깝다"며 "TOI-3261b의 공전주기는 약 21시간으로 극히 짧고 표면 온도는 약 1450℃로 뜨거워 대기는 거의 벗겨지고 없을 것"이라고 덧붙였다.
공전주기가 지구 기준 하루를 밑도는 외계행성을 일반적으로 초단주기 행성(ultra-short-period planet)이라고 한다. 그중에서도 질량이 해왕성에 가까워 표면이 고온으로 가열된 뜨거운 해왕성은 지금껏 거의 발견되지 않았다.
NASA 관계자는 "지금까지 5800개 가까이 확인된 외계행성 중에서도 초단주기의 뜨거운 해왕성은 발견 사례가 극히 적다"며 "질량이 정확하게 측정된 것은 TOI-3261b가 사상 네 번째"라고 언급했다.
이 관계자는 "이런 종류의 행성 중 하나인 조각가자리 방향으로 약 264광년 떨어진 LTT 9779b는 암석 구름으로 거울처럼 빛나는 것으로 생각된다"며 "LTT 9779b의 공전 주기는 TOI-3261b보다 짧은 약 19시간 밖에 되지 않는다"고 말했다.
TOI-3261b는 호주 서던퀸즐랜드대학교 행성학 연구팀이 테스의 관측 정보를 조사하는 과정에서 파악했다. 연구팀에 따르면 TOI-3261과 그 행성계가 탄생한 것은 약 65억 년 전이며, 탄생 당시 TOI-3261b는 지금보다 훨씬 거대한 가스 행성이었다. 주성의 복사에 의한 광증발 및 주성의 중력에 따른 조석력으로 대기가 사라졌다고 연구팀은 추측했다.
NASA 관계자는 "향후 제임스웹우주망원경에 의해 TOI-3261b의 대기 성분을 조사할 수 있다면 이 뜨거운 해왕성의 탄생은 물론 지금까지 변화 과정을 밝히게 될 것"이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr