WASP-193b, 솜사탕과 비슷한 밀도를 지닌 거대 행성

MIT 및 안달루시아 천체물리학 연구소와 협력하여 리에주 대학의 EXOTIC 연구소 연구원들이 이끄는 국제 팀이 멀리 있는 태양과 같은 별을 공전하는 매우 낮은 밀도의 거대 행성인 WASP-193b를 방금 발견했습니다.

지구에서 1,200광년 떨어진 곳에 위치한 이 새로운 행성은 목성보다 50% 더 크지만 질량은 7배나 작아서 밀도가 솜사탕과 비슷할 정도로 매우 낮습니다. “WASP-193b는 훨씬 더 작은 Kepler-51d에 이어 지금까지 발견된 두 번째로 밀도가 낮은 행성입니다”라고 ULiège의 EXOTIC 연구소의 박사후 연구원이자 Nature Astronomy에 게재된 기사의 첫 번째 저자인 Khalid Barkaoui는 설명합니다. 밀도가 극도로 낮기 때문에 지금까지 발견된 5,000개가 넘는 외계 행성 중에서는 정말 변칙적인 존재입니다. 이 극도로 낮은 밀도는 코어리스 구조라는 비현실적인 가정 하에서도 조사된 가스 거인의 표준 모델로 재현할 수 없습니다.”

새로운 행성은 북반구와 남반구에 하나씩 두 개의 로봇 관측소를 함께 운영하는 학술 기관의 국제 협력체인 WASP(광각 행성 탐색)에 의해 처음 발견되었습니다. 각 관측소는 일련의 광각 카메라를 사용하여 하늘 전체에 걸쳐 수천 개의 개별 별의 밝기를 측정했습니다. 2006년부터 2008년까지, 그리고 다시 2011년부터 2012년까지 수집한 데이터에서 WASP-남쪽 관측소는 별 WASP-193의 주기적인 통과 또는 빛의 감소를 감지했습니다. 천문학자들은 별의 주기적인 밝기 감소가 행성이 6.25일마다 별 앞을 지나가는 것과 일치한다고 판단했습니다. 과학자들은 행성이 통과할 때마다 차단되는 빛의 양을 측정하여 행성의 크기를 추정했습니다.

그 후 팀은 칠레 아타카마 사막에 위치한 FNRS 연구 책임자이자 ULiège의 천체물리학자인 Michaël Gillon이 감독하는 TRAPPIST-South 및 SPECULOOS-South 관측소를 사용하여 다양한 파장의 행성 신호를 측정하고 행성의 특성을 검증했습니다. 일식 개체의. 마지막으로 그들은 또한 칠레(ESO)에 위치한 HARPS 및 CORALIE 분광기가 수집한 분광 관측을 사용하여 행성의 질량을 측정했습니다. 놀랍게도, 누적된 측정 결과는 행성의 밀도가 극도로 낮다는 것을 보여주었습니다. 그들이 계산한 그것의 질량과 크기는 각각 목성의 약 0.14와 1.5였다. 그 결과 밀도는 입방센티미터당 약 0.059g으로 나타났습니다. 대조적으로 목성의 밀도는 입방센티미터당 약 1.33그램입니다. 그리고 지구는 입방센티미터당 5.51그램으로 더 큽니다. 새로운 푹신한 행성에 밀도가 가장 가까운 물질 중 하나는 솜사탕으로, 밀도는 입방센티미터당 약 0.05g입니다.

공동 저자이자 MIT(매사추세츠 공과대학) 교수인 Julien de Wit는 “행성은 너무 가벼워서 유사한 고체 물질을 생각하기가 어렵습니다.”라고 말했습니다. “솜사탕에 가까운 이유는 둘 다 공기가 많기 때문이에요. 행성은 기본적으로 엄청 푹신푹신해요.”

연구자들은 이 새로운 행성이 은하계의 다른 대부분의 거대 가스 행성처럼 대부분 수소와 헬륨으로 만들어졌을 것으로 의심하고 있습니다. WASP-193b의 경우 이러한 가스는 목성 대기보다 수만 킬로미터 더 멀리 확장되는 엄청나게 팽창된 대기를 형성할 가능성이 높습니다. 정확히 어떻게 행성이 그렇게 많이 팽창할 수 있는지는 행성 형성에 관한 기존 이론이 아직 답할 수 없는 질문입니다. 확실히 행성 내부 깊숙한 곳에 상당한 양의 에너지가 축적되어야 하지만, 그 메커니즘의 세부 사항은 아직 이해되지 않았습니다. “우리는 현재 우리가 갖고 있는 모든 형성 이론에서 이 행성을 어디에 두어야 할지 모릅니다. 왜냐하면 이 행성은 모든 형성 이론 중 이상치이기 때문입니다. 우리는 이 행성이 어떻게 형성되었는지 설명할 수 없습니다. 대기를 더 자세히 살펴보면 우리가 제한할 수 있게 될 것입니다. 이 행성의 진화 경로는 Instituto de Astrofisica de Andalucia(IAA-CSIC, 스페인 그라나다)의 천문학자인 Francisco Pozuelos를 덧붙입니다.”

“WASP-193b는 우주 미스터리입니다. 이를 해결하려면 특히 JWST 우주 망원경으로 대기 특성을 측정하고 극단적인 인플레이션을 초래할 수 있는 다양한 이론적 메커니즘에 직면하는 등 좀 더 많은 관찰 및 이론 작업이 필요합니다.”라고 결론을 내렸습니다. 칼리드 바르카위.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240514141403.htm