천문·천체물리
JWST가 관측한 따뜻한 해왕성·서브넵튠(sub-Neptune)의 높은 내부 온도, 원인 가설 3가지 검토
제임스웹 우주망원경(JWST)으로 관측한 10~30 Myr의 젊은 서브넵튠 전구체 V1298 Tau b와 약 3.4 Gyr의 따뜻한 초해왕성 WASP-107b는 극히 낮은 메탄 함량을 보였고, 대기 모형은 각각 450K와 500K의 높은 내부 온도를 시사해 대류 내부를 가정한 행성 형성·핵-외피 진화 예측값(각각 70K, 150K)과 어긋났다. 연구진은 이 불일치를 설명하기 위해 조석 가열, 규산염 강우(silicate rainout), 깊은 구름 응결에 의한 열 포획이라는 세 가지 가설을 검토했다. 조석 가열은 V1298 Tau b의 경우 약 70° 이상의 높은 자전축 경사와 낮은 조석 품질 계수(~100)를 요구해 경사 감쇠 시간이 1만 년 미만이 되며, 자전-공전 공명 고정으로 유지하려면 미세 조정이 필요해 가능성이 낮다고 평가됐다. 규산염 강우는 젊은 V1298 Tau b의 0.1~1 bar 심층 대기 온도를 약 700K 높일 수 있지만 나이가 많은 WASP-107b에는 적용되기 어렵고, 구름 응결을 포함한 자기일관 대기 모형은 V1298 Tau b의 추정 내부 온도를 500K에서 300K로 낮추지만 여전히 예측값 150K를 넘는다. 연구진은 젊은 통과 행성의 열복사 측정과 나이에 따른 메탄 함량 자료가 시나리오 구분에 필요하다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)