외측 궤도에서 발견된 암석행성이 행성형성이론에 도전

행성이 있을 수 없는 곳에 있는 행성

천문학자들은 행성형성이론의 가장 확립된 규칙 중 하나에 모순되는 먼 행성계를 발견했다. 암석행성이 항성계의 외측에 위치한 영역을 공전하고 있는 것이 발견되었는데, 기존 모델에서는 이 영역에 가스 거대 행성만 존재할 것으로 예측되었다. 이 발견은 과학자들이 행성이 항성계 내에서 어떻게 형성되고 이동하는지에 대한 근본적인 가정을 재검토하도록 강제했다.

이 발견이 특이한 이유

행성형성의 표준 core accretion 모델에 따르면, Earth와 같은 암석행성은 휘발성 가스가 응축되는 것을 방지할 수 있을 정도로 충분히 높은 온도인 모행성 근처에서 형성된다. 반면 Jupiter와 Saturn 같은 가스 거대 행성은 물얼음과 다른 휘발성 물질이 축적될 수 있고 두터운 가스 외피를 끌어당기는 데 필요한 추가 질량을 제공하는 snow line 너머에서 형성된다.

새로 발견된 행성은 이 패턴을 결정적으로 깨뜨린다. 자신의 항성계의 snow line을 훨씬 넘은 위치에 있는 이 행성은 가스 거대 행성이 아니라 암석 세계와 일치하는 조성을 가지고 있다. 이 행성의 궤도 거리는 우리 태양계에서 Jupiter의 위치와 비슷하지만, 형성 모델에서 그 위치의 천체에 대해 예측하는 거대한 가스 대기를 갖지 않고 있다.

가능한 설명들

천문학자들은 이 이상 현상을 설명하기 위해 여러 가설을 탐구하고 있다. 한 가지 가능성은 행성이 자신의 별에 더 가까운 곳에서 형성되었고 계 내의 다른 천체들과의 중력 상호작용을 통해 바깥쪽으로 날아갔다는 것이다. 또 다른 가능성은 행성이 제자리에서 형성되었지만, 그 지역의 protoplanetary disk가 가스에서 비정상적으로 고갈되어 있어서 고체 물질의 존재에도 불구하고 두터운 대기의 축적이 방지되었다는 것이다.

더 근본적인 설명은 현재의 행성형성 모델이 불완전할 수 있다는 것을 시사한다. 암석행성이 항성계의 외측 영역에서 예상보다 더 쉽게 형성될 수 있다면, 거주 가능한 세계 탐색에 미치는 영향은 중대할 것이며, Earth와 같은 행성이 발견될 수 있는 영역을 확대할 것이다.

더 넓은 함의

이 발견은 행성계가 우리 태양계가 시사하는 것보다 훨씬 더 다양하다는 증거의 증가하는 본체에 추가된다. 발견되는 각각의 비정상 계는 이론가들이 행성형성의 더 유연하고 포괄적인 모델을 개발하도록 강제하여, 결국 Earth와 같은 세계가 어떻게 존재하게 되는지에 대한 우리의 이해를 향상시킨다.

이 기사는 ScienceDaily의 보도를 기반으로 합니다. 원본 기사를 읽으세요.