핵 질량이론 뒤집을 제3의행성 발견…지구 핵질량의 70배

항성을 지나는 행성 상상도(왼쪽). 검은 점으로 표시된 것이 행성이다. 오른쪽은 행성의 상상도. 사진 제공 일본국립천문대

내부 핵(코어) 질량이 종래 이론으로는 해석이 안 될 만큼 무거운 행성이 태양계 밖에서 발견됐다.

지난달 30일 도쿄신문에 따르면 이 행성은 일본 국립천문대, 고베(神戶)대, 미국 샌프란시스코 주립대 등의 공동연구진에 의해 발견했다. 연구 결과는 1일자 미국 과학전문지 ‘천문지질학 저널’에 게재됐다.

새 행성은 미국 하와이 섬에 설치된 고성능 천체망원경 ‘스바루’를 통해 관측됐다. 행성에는 가스로 둘러싸여 핵의 밀도가 낮은 목성형과 암석으로 구성돼 밀도가 높은 지구형 등 2가지가 있는데 이번에 발견된 행성은 이 중 어느 형태에도 들지 않는 신형이라는 것이다.

이 행성은 지구에서 260억 광년 떨어진 헤라클라스자리에 있으며, 태양의 1.3배 질량을 가진 항성 주위를 2.87일 주기로 돌고 있다. 지름은 지구의 약 8배이나 별 전체의 질량은 약 150배에 이른다. 태양계 밖 행성은 150개 이상 발견됐지만 지름까지 알려진 것은 드물며 이번이 8개째.

특히 중심 핵 부분의 질량은 지구의 70배로 태양계 행성 가운데 가장 무거운 토성보다도 4∼5배나 무거운 것으로 조사됐다. 암석과 얼음 덩어리가 중심핵을 형성하고 있는 것으로 연구진은 판단하고 있다.

행성의 핵은 지구 질량의 10∼30배가 성장 한계라는 것이 기존 학설이었는데 이것이 뒤집어진 것이다. 이에 따라 행성의 형성에 관한 이론이 크게 바뀔 가능성이 있다고 전문가들은 예상했다.

도쿄=조헌주 특파원 hanscho@donga.com