서브넵튠 마그마 바다의 수소·헬륨 용해와 탈출: 통합 진화 모델 SEAMIST로 반지름 진화 규명

연구진은 내부 구조, 냉각, 암석/철 고화, 보일오프, 광증발, H/He 용해, 대기 조성을 처음으로 자체 정합적으로 결합한 서브넵튠·슈퍼지구 통합 진화 모델 SEAMIST를 제시했다. 수소 탈가스와 질량 손실 사이의 양(+)의 피드백으로 원반 소산 이후 수십억 년이 지나서도 작동할 수 있는 새로운 '파국적 보일오프' 메커니즘을 확인했으며, 부분 용해 모델에서는 탈가스로 늘어난 수소가 질량 손실 효율을 높여 내부에서 공급되는 휘발성 물질을 상쇄하기 때문에 H/He 용해가 반지름 진화에 미치는 영향이 크지 않았다. 반면 수소가 완전히 섞이는 경우에는 특히 저질량 항성 주위에서 대기 잔존율이 크게 높아지는데, 이 모델은 지구 반지름의 약 4배(4R⊕) 부근에서 관측되는 반지름 '절벽'은 재현하지만 저질량 항성 주위에서 뚜렷한 반지름 정점과 행성 과잉을 예측해 현재 관측과 맞지 않는다. 연구진은 높은 금속함량이 이 절벽을 설명할 수 있다고 보면서도 다른 가능성을 완전히 배제할 수는 없다고 밝혔다.