초저밀도 행성 WASP 17b 역행궤도에서 발견

초록

WASP-17b는 1.6 Saturn 질량에 반지름이 1.5–2 Jupiter에 달하는 초저밀도 가스 행성으로, 밀도가 목성의 6~14 %에 불과하다. 3.7일 주기의 짧은 궤도를 갖는 F6형 별을 공전하며, Rossiter‑McLaughlin 효과 분석 결과 λ≈‑150° 로 역행궤도일 가능성이 높다. 행성의 팽창된 반경은 최근 혹은 진행 중인 궤도 이심률 감소에 따른 조석 가열이 원인일 수 있다. 정확한 이심률 측정과 2차 식(secondary eclipse) 타이밍이 필요하며, 낮은 표면 중력으로 인해 대기 스케일 높이가 가장 커 전이 분광법 연구에 최적이다.

상세 분석

WASP‑17b는 현재 알려진 행성 중 가장 낮은 평균 밀도를 가진 천체로, 질량은 토성의 1.6배, 반경은 목성의 1.5~2배에 이른다. 이러한 물리량은 행성의 평균 밀도가 목성의 0.06–0.14배 수준임을 의미한다. 저밀도는 크게 두 가지 요인으로 설명될 수 있다. 첫째, 행성 내부의 열에너지 보존이 비정상적으로 높아 팽창을 유지한다는 점이다. 이는 조석 가열(tidal heating) 메커니즘에 의해 설명될 수 있는데, 특히 행성이 최근에 고이심률 궤도에서 현재의 거의 원형 궤도로 원심화되면서 내부 마찰이 급격히 증가했을 경우에 해당한다. 둘째, 행성의 대기 복사율이 낮아 외부 복사에 의한 냉각이 억제되는 경우다. WASP‑17b는 금속 함량이 낮은(F‑type,