헬륨 행성

상상도

헬륨 행성은 대기의 주성분이 헬륨으로 구성된 행성이다. 대기의 주성분이 수소인 태양계목성, 토성과는 다른 점으로, 헬륨이 대기 주성분으로 존재한다는 점이 태양계 가스 행성과의 차이이다. 헬륨 행성은 다양한 환경, 경우에서 만들어질 수 있다고 여겨지며, 우주에 널리 분포해 있는 행성이다.[1]글리제 436 b이 대표적인 헬륨 행성 후보이다.[2]

생성과정편집

 
 
 
글리제 436 b이 헬륨 행성으로 진화하는 과정.

헬륨 행성은 크게 두가지 과정으로 생성된다고 여겨진다.

가스 행성에서의 수소 증발편집

헬륨 행성의 생성 과정 중 가장 유력한 후보라고 볼 수 있으며, 뜨거운 목성의 형태로 모항성을 돌다가 수소가 증발하여 헬륨이 남는다는 이론모델이다. 이러한 형태의 헬륨 행성은 무거운 가스의 증발을 통해 더 가벼운 가스를 더 많이 배출하고 시간이 지남에 따라 수소를 고갈시켜 더 많은 비율의 헬륨을 남길 것으로 예상된다.[2] 수소는 우주에서 가장 가벼운 원소이다. 이러한 특성으로 인하여 약간의 외력으로도 수소는 쉽게 대기탈출에 성공하며 대기 수소 함량이 지속적으로 감소될 것이다. 100억 뒤에는 모든 수소가 탈출하여 헬륨만 남게 될 것이라고 계산된다.[2][3]

그 후, 메탄도 제거될 것이라고 예상되는데, 예상되는 과정은 이렇다. 얼음 가스 행성에서, 자연적으로 녹고, 증발하고, 분해되고 그 후의 재결합과 응축의 주기를 반복한다. 그러나 수소가 고갈됨에 따라서 메탄은 분해된 다음에 다시 화학식 CH4로 형성되지 못하여 탄소와 헬륨이 따로 분해될 것이라고 예상된다.[2]

백색왜성 잔해편집

헬륨이 풍부한 백색왜성의 잔해일 가능성이 있다. 적색왜성처럼 저질량 항성일 경우에 질량의 대부분을 행성상성운 형성으로 소실되고, 중심핵만 남게 된다. 이 중심핵에 헬륨이 많아서 헬륨 행성으로 진화하게 된다는 가설이 존재한다. 다른 경우로는 수소가 주변에 있는 별[4]으로 흡수되어 헬륨이 주성분을 이루게 되었다는 이론모델이다.[5] 후자 중, 근접하는 별이 기타 원소들을[6] 빼앗는 양이 많아서 헬륨행성이 될 가능성도 함께 점쳐지고 있다.[2]

증명편집

대기 중의 이산화탄소일산화탄소가 많다는 특성이 헬륨 행성이 존재한다는 강한 증거가 된다.[7] 수소는 대기탈출에 성공하여 탄소와 결합할 수소가 고갈되어 타 물질과 결합되기 때문이다.[2] 대기의 조성 성분에 의하여 외계행성의 겉모습은 흰색이나 회색으로 예상된다.

각주편집

  1. 정, 고든 (2015년 6월 12일). ““우리 은하계에 ‘헬륨 행성’ 매우 흔해” – NASA 연구”. 《나우뉴스》. 2019년 9월 6일에 확인함. 
  2. Seager, S.; M. Kuchner; C. Hier-Majumder; B. Militzer (2007). “Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets”. 《Astrophysical Journal》 669: 1279. arXiv:0707.2895. Bibcode:2007ApJ...669.1279S. doi:10.1086/521346. 
  3. 정, 고든 (2015년 6월 12일). ““우리 은하계에 ‘헬륨 행성’ 매우 흔해” – NASA 연구”. 《나우뉴스》. 2019년 9월 6일에 확인함. 
  4. 쌍성, 항성의 위치 이동으로 인한 근접
  5. 정, 고든 (2015년 6월 12일). ““우리 은하계에 ‘헬륨 행성’ 매우 흔해” – NASA 연구”. 《나우뉴스》. 2019년 9월 6일에 확인함. 
  6. 수소, 철, 규소, 산소, 탄소 등
  7. 정, 고든 (2015년 6월 12일). ““우리 은하계에 ‘헬륨 행성’ 매우 흔해” – NASA 연구”. 《나우뉴스》. 2019년 9월 6일에 확인함.