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외계행성의 괴상한 공전궤도
노바드 기자  |  wjgksmf@gmail.com
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승인 2013.01.11  22:52:31
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2013년 1월 8일. 캘리포니아 롱비치에서 열린 제 221차 전미 천문학회에서
물고기 자리의 별 포말하우트(Fomalhaut) 주위를 공전하고 있는 행성
포말하우트 b(Fomalhaut b)의 공전궤도 형태와 주기가 발표되었다.

포말하우트는 남반구 물고기 자리 방향으로 25광년 거리에 위치하는 별이다.

최근 천문학계의 화두는 태양계 너머에 존재하는 외계 행성계를 탐사하는 일이다.
대부분의 외계행성은 관측 대상 행성이 자신의 별을 지날 때 나타나는 별의 밝기 변화를 통해 추적하며,
이를 통해 존재 가능성이 증명된 행성 역시 상당 수에 달한다.

그러나 실제 외계행성의 존재가 사진으로 직접 촬영된 것은 포말하우트 b가 유일하다.

사진1>

   
▲ 사진1>

이 사진은 포말하우트 별과 그 주위를 둘러싼 먼지 원반을 촬영한 허블 우주망원경의 사진에
인위적인 색을 입힌 사진으로 2008년 11월 13일 <사이언스 매거진>을 통해 발표되었다.
천문학자들은 이 먼지 원반에서 포말하우트를 공전하고 있는 행성을 발견해 냈고,
그 결과 이 사진은 태양계 너머에 존재하는 행성을 가시광선으로 처음 촬영한 역사적인 사진이 되었다.
(출처 : NASA, ESA)

그러나 이 행성이 사진으로 처음 촬영된 외계행성에도 불구하고,
외계인의 존재를 추측할만한 낭만적인 행성은 아니다.

발견당시 이 행성은 자신의 별인 포말하우트로부터 171억 킬로미터 거리에 위치하고 있었는데
이를 우리 태양계와 비교해보면 태양과 토성 거리의 무려 10배에 달하는 거리이다.

비록 포말하우트 별이 우리 태양보다 훨씬 뜨거운, 16배의 광도를 가지고 있는 별이긴 하지만
이 정도의 온도에서도 동결 한계선, 즉 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 거리의 한계는
약 30억 킬로미터이기 때문에 포말하우트 b 행성에 생명체가 거주할 가능성은 전무하다고 보는 것이
타당하다.

또한 고작 2억살에 지나지 않는 포말하우트 별이 연료를 소진시키는 속도는
약 45억 살인 우리 태양보다 훨씬 빠르기 때문에
과학자들은 이 별이 10억년 이내에 모든 연료를 소진할 것으로 계산하고 있다.
생명이 태어나 진화하기에는 턱없이 부족한 시간인 것이다.

또한 이번 전미천문학회에서 발표된 이 행성의 공전궤도는
상식을 벗어난, 매우 일그러진 형태를 가지고 있었다.


사진 2>

   
▲ 사진2>

이 도식은 허블우주망원경의 관측 자료를 근거로 계산된 포말하우트 b 행성의 공전궤도를 그려낸 것이다.
이 행성은 자신의 별에 가장 가까울 때는 73억 6천 킬로미터까지 접근하지만
가장 멀리 떨어져 있을 때는 432억 킬로미터까지 멀어지게 된다.
근일점과 원일점간의 거리차가 무려 6배나 차이가 나고 있으며
이 공전궤도라면 이 행성이 자신의 별 포말하우트를 한 번 공전하는데는 2천년이 소요된다.
(출처 : NASA, ESA)

따라서 과학자들이 이 행성에 대해 거는 기대는 다른데에 있다.

포말하우트는 온갖 암석덩어리와 얼음덩어리로 구성된 우주먼지원반에 휩싸여 있고,
현재 포말하우트 b 행성은 이 우주먼지가 뜸한 공간에 위치하고 있다.
그러나 2032년 경이 되면, 포말하우트 b 행성은 태양계로 치면 카이퍼 벨트에 해당하는,
엄청난 파편이 휩싸인 지역을 통과할 것으로 기대되고 있다.

과학자들은 이 때, 19년 전인 1994년 7월 목성을 강타한 슈메이커-레비 9 혜성에서 목격된 바와 같은
우주 불꽃쇼가 벌어지기를 기대하고 있다.

물론 이러한 광경이 발생한다고 해서 우리 같은 일반인들이 이를 관측하기는 어렵겠지만,
과학자들은 이때 발생하는 불꽃을 분석하여 포말하우트 b 행성의 구조와
대기성분을 규명해 내기를 고대하고 있는 것이다.

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