151광년 떨어진 곳서 "10대 초반" 외계행성 찾아내...행성 형성과정 밝혀질까 [과학it슈]

[시선뉴스 최지민] 우주는 어떻게 탄생했을까? 많은 이론들이 있지만 가장 지지를 받고 있는 이론은 '빅뱅이론'이다. 하나의 점에 불과했던 태초의 우주가 매우 높은 온도와 밀도에서 대폭발을 일으켜 엄청나게 팽창해 현재에 이르게 되었다는 것이다. 

그렇다면 이 우주를 구성하고 있는 행성들은 어떻게 만들어진 것일까?  

최근 인간 나이로 따지자면 10대 초반밖에 안 되는, 발달이 진행 중인 어린 외계행성이 발견돼 행성 형성 과정에 대한 이해를 넓히는 데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 

미국 다트머스대학에 따르면 이 대학 물리천문학 조교수 엘리자베스 뉴튼 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 151광년 떨어진 큰부리새자리(Tucana)에서 발견된 외계행성 'DS Tuc Ab' 관측 결과를 과학저널 '천체물리학저널 회보(The Astrophysical Journal Letters)'에 발표했다. 

DS Tuc Ab는 이중성계(DS Tuc)의 두 별 중 주별(DS Tuc A)을 8.1일 주기로 공전하고 있으며 지구의 5.7배 크기인 것으로 관측됐다. 또 해왕성과 토성의 중간 크기인 것으로 미뤄 태양계의 거대 행성들과 비슷한 대기 성분을 가졌을 것으로 추정됐다. 

분석 결과 두 별은 생성된 지 약 4천500만 년 밖에 안 된 젊은 별인 것이다. 

연구팀은 DS Tuc Ab가 인간 나이로 환산하면 "10대 초반(pre-teen)"이라면서 행성이 더는 커지지 않겠지만 아직도 많은 변화를 겪을 것이라고 했다. 

행성은 처음 형성될 때는 덩치가 커지다가 시간이 흐르면서 온도가 내려가고 대기 가스를 잃어 작아지는 것으로 알려져 있다. 

행성이 '어른'이 돼 안정화하는 데는 수백만 년에서 길게는 수십억 년이 걸리며 이를 실시간으로 관측할 수 없기 때문에 천문학자들은 젊은 별 주변에서 발달 과정에 있는 어린 행성을 찾으려는 노력을 펴왔다. 

그렇기에 연구팀은 아직 행성 형성 단계인 외계행성에서 대기가 증발하는 것을 직접 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이를 통해 수십억 년 뒤 외계행성에서 벌어질 상황을 예측하고 대기 증발이 지구를 포함한 오래된 행성에 어떤 영향을 미칠지를 이해할 수 있을 것으로 보기 때문이다. 

DS Tuc Ab는 지난해 11월 미국항공우주국(NASA)의 행성사냥꾼 '테스(TESS)'를 통해 처음 관측됐으며 이후 뉴튼 박사가 이끄는 연구팀이 스피처우주망원경과 남아프리카대형망원경(SALT) 등으로 확인했다. 

연구팀은 외계행성 DS Tuc Ab의 크기는 파악했지만 전체 질량은 확인하지 못했으며 이 때문에 행성의 밀도나 대기 구성 성분 등은 확실하게 밝히지는 못했다. 

그러나 별빛이 아주 밝아 추후 관측을 통해 행성의 질량이나 대기 중 분자 구성 등을 충분히 측정할 수 있을 것이라고 했다.