거대 가스 행성과 '실패한 별'로 불리는 갈색왜성을 자전 속도를 통해 명확히 구분할 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
18일(현지시간) 미국 노스웨스턴대 연구팀은 국제학술지 '천문학 저널'에 이 같은 내용의 논문을 발표했다고 밝혔다. 연구팀은 하와이 마우나케아산의 W.M. 켁 천문대 관측 데이터를 활용했다.
그동안 천문학계는 거대 행성과 갈색왜성을 구분하는 데 어려움을 겪어왔다. 두 천체는 밝기, 온도, 대기 성분 등이 매우 유사해 관측만으로는 구별이 힘들었다.
연구팀은 켁 천문대의 고해상도 분광기(KPIC)를 이용해 외계행성 6개와 갈색왜성 25개의 빛을 분석했다. 천체가 회전하면서 스펙트럼의 특징이 넓어지는 도플러 효과를 측정해 자전 속도를 계산했다.
분석 결과, 거대 행성은 갈색왜성보다 훨씬 빠르게 회전하는 경향을 보였다. 연구팀은 이러한 차이가 천체의 형성 과정에서 비롯된 것으로 분석했다.
거대 행성은 젊은 별 주위의 가스와 먼지 원반에서 형성되며 각운동량(회전량)을 유지한다. 반면 갈색왜성은 강력한 자기장이 '우주적 브레이크' 역할을 해 회전 속도가 느려지는 것으로 나타났다.
논문 제1 저자인 츠쥔 '디노' 쉬 연구원은 "자전은 행성이 어떻게 형성되었는지 보여주는 화석 기록"이라며 "회전 속도를 측정함으로써 수천만년에서 수억년 전 이들을 형성한 물리적 과정을 파악할 수 있다"고 설명했다.
연구팀은 향후 특정 항성에 속하지 않고 우주를 떠다니는 '떠돌이 행성'의 자전과 대기 성분을 연구해 행성계의 형성 과정을 규명할 계획이다.