Albireo's Hack the Dot

2009년 09월 18일

지난 2월 CoRoT 위성이 발견했던 한 외계행성에 대한 보다 면밀한 연구가 진행되면서 그 범상치 않은 정체가 규명되었습니다. 이 행성은 여러가지 측면에서 유별납니다 - 지금껏 발견된 어느 외계행성보다도 작고, 모성(母星)과 가장 가까운 위치에서 가장 빠른 속도(시속 750,000 km)로 공전할 뿐만 아니라 또하나의 동반 행성과 함께 하고 있습니다.

지난 2월 이 행성이 처음 발견되었을 당시 그 정체는 분명치 않았지만 곧 여러 사실이 밝혀졌습니다. 매 20.4시간마다 공전하는 한 행성이 모성의 앞을 가로 막으면서 별빛을 약간씩 어둡게 만들고 있었습니다. 이 행성(CoRoT-7b)은 모성(CoRoT-7, 혹은 TYC 4799-1733-1)에 불과 250만 km 떨어져 있는데 이는 태양과 수성 간의 거리의 1/23에 불과합니다. 모성을 향하고 있는 반구(낮)의 기온은 2,000도, 반면 그 반대 반구(밤)의 기온은 200도로서 극한의 환경임이 짐작되었습니다. 이 외계행성계는 외뿔소자리에 위치하며 지구와의 거리는 500광년 남짓입니다. 모성인 CoRoT-7의 크기는 우리 태양에 비해 약간 작고 온도가 낮으며 젊은 별일 것으로(나이 15억년) 추정되었습니다.

연구 초반에는 이 외계행성의 질량을 알 수 없었습니다. 이를 알려면 지극히 정밀한 관측을 통해서 미세하게 모성이 흔들리는 속도(radial velocity)를 측정하여야 합니다. 이를 위해 칠레 La Silla 천문대의 3.6m 망원경에 탑재된 HARPS(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) 스펙트럼 측정기가 동원되었습니다 - 현재까지 개발된 외계행성 관측 장비 중 가장 정밀한 부류에 속합니다. 그 결과 CoRoT-7b의 질량은 지구의 다섯배로 추정되었으며 이는 여태껏 발견된 외계행성 중 가장 가벼운 것이었습니다. 한편 CoRoT-7b처럼 외계행성이 모성과 지구 사이를 지나가며 모성의 별빛을 일시 감소시킨다면 그 크기를 알 수 있습니다. CoRoT-7b의 크기는 지구의 두 배가 약간 안되는 수준이었습니다. 결국 크기와 질량을 알면 밀도까지 알 수 있으며 나아가 내부 구조까지도 예측 가능하게 됩니다. CoRoT-7b의 계산된 밀도 5.5 gm/cm^3는 지구와 유사했고 이는 암석질의 행성임을 시사하는 것이었습니다. 현재까지 이와 같은 밀도를 보이는 것으로 알려진 행성은 지구와 수성, 금성에 불과했습니다. 화성의 밀도는 그에 비해 조금 낮습니다.

그 곳에 생명체가 살고 있을까요? 그럴 것 같지는 않습니다. CoRoT-7b는 워낙 모성에 가까와서 끓는 용암으로 가득할 것이며 따라서 우리가 알고 있는 생명체의 생존 환경으로는 적합하지 않습니다. CoRoT-7b와 더불어 다른 또 하나의 행성, CoRoT-7c도 존재함이 암시되었는데 이는 3일 17시간마다 한번씩 모성을 공전하며 그 질량은 지구의 8배 정도로 추산되었습니다. 하지만 CoRoT-7c는 CoRoT-7b와는 달리 지구와 모성 사이를 관통하는 궤도가 아니기 때문에 그 크기와 밀도는 계산할 수 없습니다.

최소한 CoRoT-7은 짧은 공전 주기를 갖는 두 개의 지구형 행성을 갖는 행성계임이 입증된 셈입니다.

 
• Smallest Exoplanet Yet Has Rocky Surface. Nancy Atkinson, Universe Today, Sep. 16, 2009.
 
• Other Reference: CoRoT-7, Extrasolar Planets Encyclopedia