우주에서 가장 큰 행성은 무엇일까요? 행성은 얼마나 커질 수 있을까?

 

우리가 알고 있는 행성 중에서 가장 큰 것은 얼마나 클까요?

 

그리고 행성의 크기에는 어떤 한계가 있을까요?

 

오늘은 우리태양계를 넘어 외계 행성(Exoplanet)들까지 살펴보면서,

행성의 크기와 그 한계에 대해 이야기해 보겠습니다.

 

 

행성의 크기는 어떻게 측정할까?

 

행성의 크기를 결정하는 데는 두 가지 중요한 요소가 있습니다.

 

바로 "지름(또는 반지름)"과 "질량"입니다.

 

 

- 지름(반지름): 행성의 물리적인 크기를 나타내며, 보통 목성과 비교하여 측정합니다.

 

- 질량: 행성이 얼마나 무거운지를 나타내며, 이것도 역시 목성을 기준으로 비교합니다.

 

 

이 두 가지는 서로 밀접한 관계가 있지만,

항상 비례하는 것은 아닙니다.

 

밀도가 낮은 행성은 질량이 적어도 부풀어 올라서 크기가 커질 수 있고,

반대로 밀도가 높은 행성은 질량이 커도 크기는 작을 수 있죠.

 

 

 

지금까지 발견된 가장 큰 행성은?

 

우리 태양계에서 가장 큰 행성은 "목성(Jupiter)"입니다.

 

목성의 지름은 지구의 약 11배, 질량은 지구의 318배에 달합니다.

 

그런데 외계 행성 중에는 목성보다

훨씬 더 거대한 행성들이 존재합니다.

 

예를 들어, HAT-P-67b라는 행성은

목성보다 2배 이상 큰 반지름을 가지고 있습니다.

 

HAT-P-67b

 

 

하지만 밀도가 매우 낮아서 질량은

오히려 목성의 1/3밖에 되지 않습니다.

 

이런 행성들은 중심별 가까이에

위치한 뜨거운 가스 행성들로,

별에서 오는 강한 열 때문에 대기가 팽창하여

부풀어오르는 특징이 있습니다.

 

WASP-17b

 

 

또 다른 예로 WASP-17b도 목성보다

2배 가까이 큰 반지름을 가지고 있습니다.

 

반면 KELT-9b는 목성의 약 1.84배 크기로,

이들 역시 엄청나게 부풀어 있는 거대 행성들입니다.

KELT-9b

 

가장 무거운 행성은?

지름이 가장 큰 행성들이 있는 반면,

질량이 가장 큰 행성도 있습니다.

 

현재까지 발견된 행성 중에서 가장 무거운 것은

HD 39091 b라는 외계 행성으로,

질량이 목성의 12.3배에 달합니다.

 

HD 39091 b

 

 

하지만 여기서 중요한 점이 하나 있습니다.

 

행성이 너무 커지면 더 이상 행성이 아니라

"갈색왜성(Brown Dwarf)"이 될 수도 있다는 것입니다.

 

행성과 갈색왜성의 경계

행성보다 더 무거운 천체로는 갈색왜성이 있습니다.

 

갈색왜성은 흔히 "실패한 별(Failed Star)"이라고 불이는데요.

 

일반적인 별처럼 수소 핵융합을 일으킬 정도로 크지는 않지만,

행성보다는 훨씬 무겁기 때문입니다.

 

과학자들은 목성 질량의 13~14배를 넘어가면

행성이 아니라 갈색왜성으로 간주합니다.

 

왜냐하면 이 정도 질량이 되면,

행성 내부에서 중수소(Deuterium) 융합이라는 반응이 일어나기 때문입니다.

 

HD 106906 b

 

이는 별이 핵융합을 시작하는 과정과 비슷하지만,

일반적인 항성이 일으키는 수소 핵융합보다는 약한 반응이죠.

 

이 기준에 따르면, 우리가 현재까지 발견한

가장 무거운 행성들(예: HD 39091 b, HD 106906 b)은

목성 질량의 약 13배로, 갈색왜성과 행성의 경계선에 걸쳐 있습니다.

 

따라서 이들이 행성인지 갈색왜성인지

정확히 분류하는 것은 다소 애매할 수 있습니다.

 

가장 무거운 갈색왜성은?

SDSS J0104+1535

 

 

한편, 지금까지 발견된 가장 무거운 갈색왜성은

SDSS J0104+1535입니다.

 

이 천체는 목성보다 90배나 무겁지만,

크기는 목성과 비슷하거나 오히려 더 작을 수도 있는데요.

 

즉, 질량이 크다고 해서 반드시 크기가

클 필요는 없다는 점이 흥미로운 부분입니다.

 

 

결론: 행성의 크기에는 한계가 있다

 

 

과학자들이 지금까지 발견한 자료를 바탕으로 보면,

행성의 크기는 목성의 약 2배까지,

질량은 목성의 약 13~14배까지가 한계로 보입니다.

 

이보다 더 크거나 무거워지면, 더 이상 행성이 아니라

갈색왜성으로 변하게 되죠.

 

따라서 우리가 관측할 수 있는 가장 거대한 행성들은

"슈퍼 목성(Super-Jupiter)"이라 불리는 행성들입니다.

 

하지만 우주는 광활하고,

아직 발견되지 않은 행성들도 많은데요.

 

앞으로 과학자들이 더 발전된 망원경과 기술을 이용해

어떤 거대한 행성들을 발견할지 기대되는 부분입니다!

 

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