납이 밀집된 초단주기 행성인 K2-360 b(오른쪽)와 동반자 K2-360 c 상상도. / CC BY-SA 4.0

지구로부터 약 764광년 떨어진 곳에서, 납과 비슷한 밀도를 가진 외계행성 K2-360 b가 발견됐다. 이 행성은 지구보다 크고 질량이 약 7.7배에 달하며, 밀도는 ㎤당 11g으로 현재까지 발견된 외계행성 중 가장 높은 수준으로 기록된다.

이탈리아 토리노 대학의 다비데 간돌피 연구팀이 K2-360 b를 연구했으며, 관련 결과는 과학 저널 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports: Nature)’에 발표됐고 사이언스얼러트가 현지시간 9일 보도했다. 연구팀은 이 행성이 극도로 짧은 공전 주기를 가지고 있으며, 모항성에 가까운 거리에서 강한 복사열을 받으며 표면이 용암 상태일 가능성이 크다고 분석했다.

K2-360 b의 밀도는 지구 밀도인 ㎤당 5.5g의 두 배에 달하며, 여전히 GJ 367 b나 TOI-1853 b와 같은 다른 고밀도 세계보다 두껍다. 극단적인 밀도로 볼 때 K2-360 b는 원래 더 큰 행성이었으나, 외부층을 잃고 핵만 남은 상태일 가능성이 있다. 철과 암석으로 구성된 이 행성은 생명체가 존재하기 어려운 환경을 보여준다.

이번에 발견된 ‘슈퍼 지구’의 질량은 지구의 7.7배나 되지만, 크기는 지구의 1.6배다. 이 외계행성은 모항성에서 약 0.0177 AU(천문단위)로 아주 가까이에 있다. K2-360 b의 행성 분류는 모항성을 공전하며 자체 중력으로 둥근 형태를 유지할 수 있을 만큼 충분한 질량을 갖췄기 때문이다. 다만 약 21시간마다 공전하는 ‘초단기 공전 주기 행성’으로 분류된다. 연구팀은 이 행성이 동반 행성인 K2-360 c의 중력적 영향을 받아 현재의 궤도로 밀려난 것으로 추정하고 있다.

특이한 외계행성의 최초 포착은 2016년 미국 항공우주국 NASA의 K2 임무를 통해서다. 이후 후속 관측을 통해 질량과 반경이 측정됐다. 연구팀은 내부 구조 모형을 통해 행성이 질량의 약 48%를 차지하는 큰 철심을 가지고 있다고 밝혔다.

K2-360 b는 독특한 물리적 특성과 극단적인 환경으로 과학계의 주목을 받고 있다. 다비데 간돌피 박사는 “K2-360 b는 행성 진화의 극단적인 모습을 보여주는 사례로, 앞으로의 연구에 귀중한 자료가 될 것”이라며 “이번 발견이 행성계 연구에 기여할 것”이라고 말했다.