[CBC뉴스] 영국의 워릭대 연구진이 태양의 5분의 1 크기에 불과한 적색왜성 TOI-6894 주위를 도는 토성급의 거대한 가스형 외계행성을 발견했다고 발표했다. 이 발견은 기존의 행성 형성 이론으로는 설명이 어려운 새로운 수수께끼로 주목받고 있다.

연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 통과 외계행성 관측 위성 '테스'(TESS)와 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)을 이용해 TOI-6894 주변에서 거대 외계행성 TOI-6894b의 신호를 포착했다. 워릭대의 에드워드 브라이언트 박사는 "TOI-6894b는 지금까지 발견된 것 중 가장 작은 별을 도는 거대 외계 행성"이라며 "이 발견은 거대 행성이 만들어지는 극한 조건을 이해하는 데 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.

TOI-6894는 우리은하에서 매우 흔한 적색왜성으로, 질량이 태양의 20%에 불과하다. 기존의 행성 형성 이론은 이러한 작은 별들은 큰 행성을 형성하거나 유지할 수 있는 조건을 갖추지 못한 것으로 본다. 그러나 이번 발견은 이 같은 통념에 도전하고 있다.

TOI-6894b는 반지름은 토성과 비슷하지만 밀도가 낮아 질량이 토성의 절반 수준에 불과하며, 온도는 420K로 '뜨거운 목성'이라 불리는 다른 거대 외계행성들보다 차가운 편이다. 특히 중심별인 TOI-6894의 질량이 매우 작다는 점에서 이 발견은 더욱 주목받고 있다.

현재 널리 받아들여지는 핵 축적 이론으로는 이 작은 별 주위에서 거대 가스형 행성이 형성된 과정을 설명하기 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 핵 축적 이론은 원시 별 주변에서 먼지 등이 뭉쳐 핵이 되고, 핵이 커지면서 주변 가스를 끌어들여 대기 형태를 갖추게 된다는 것이다. 그러나 작은 별 주위에서는 가스와 먼지 등이 충분히 큰 핵을 만들기 어렵다는 점에서 이론의 한계가 드러났다.

연구팀은 "현재 이용 가능한 데이터로는 어떤 이론도 TOI-6894b의 형성 과정을 설명할 수 없다"며 "앞으로 1년 이내에 진행될 제임스 웹 우주 망원경(JWST)의 대기 관측에서 행성 형성 과정에 대한 실마리를 찾을 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다. 공동 연구자인 대니얼 베일리스 교수는 "우리은하의 별 대부분은 TOI-6894처럼 질량이 작은데, 이런 별에는 거대 행성이 없을 것으로 여겨져 왔다"며 "TOI-6894b 발견은 우리은하 내 거대 행성 숫자 추정치에 큰 영향을 줄 수 있다"고 말했다.

이번 발견은 적색왜성 주변에서도 예상치 못한 형태의 행성이 존재할 수 있음을 보여주며, 행성 형성 이론에 대한 새로운 질문을 던지고 있다. 연구진은 추가적인 연구를 통해 이 미스터리를 풀어나갈 계획이다.

◆ 출처 : Nature Astronomy, Edward Bryant et al., 'A transiting giant planet in orbit around a 0.2-solar-mass host star'

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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한종구 기자