광활한 우주의 진화 과정에서 태양과 같은 별이 연료를 다 써버리고 종말을 맞이하게 되면, 일반적으로 적색 거성으로 팽창하여 궤도에 있는 모든 것을 삼켜버립니다. 그러나 WD 1856 b라는 행성은 이러한 우주적 규범을 깨뜨립니다. 태양과 같은 별이 죽은 후에도 살아남은 것으로 확인된 유일한 행성인 이 행성은 백색 왜성 주위를 공전하고 있습니다. 최근 천문학자들은 JWST(James Webb Space Probe)를 사용하여 이 이상한 천체계에 대한 최초의 심층 관찰을 수행했으며 그 결과는 과학자들을 놀라게 했습니다.
WD 1856 b의 발견은 사고였습니다. 2020년에 연구팀은 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)를 사용하여 약 2,000개의 백색 왜성을 관찰하고 이 죽은 별의 표면을 지나가는 작은 물체를 찾는 것을 목표로 했습니다. 천문학자들은 놀랍게도 WD 1856 시스템에서 거대 가스 행성을 발견했습니다. 백색왜성의 크기는 자신을 공전하는 행성의 7분의 1에 불과하지만, 행성이 통과하는 동안 밝기가 절반으로 줄어든다. 이는 행성이 행성 원반의 가장자리만 별 표면을 가로지르는 극히 드문 "약탈적" 통과를 겪고 있음을 암시한다.
기존 이론에 따르면 별이 적색 거성으로 진화하면 내부 행성이 삼켜질 것입니다. 별은 백색 왜성으로 진화하는 과정에서 질량의 약 절반을 잃기 때문에 중력이 약화되어 외부 가스 거대 행성이 바깥쪽으로 이동하게 됩니다. 그러나 혼란스러운 점은 WD 1856 b가 멀어지는 대신 약 0.02 천문 단위 거리에서 백색 왜성에 가깝게 공전하고 있다는 것입니다.
미스터리를 풀기 위해 코넬 대학의 이론 천체물리학자인 크리스토퍼 오코너(Christopher O'Connor)와 그의 팀은 관측을 수행하기 위해 웹 망원경(Webb Telescope)에 시간을 신청했습니다. 시스템의 특별한 통과 기하학으로 인해 연구원들은 데이터를 처리하기 위해 완전히 새로운 알고리즘을 개발했습니다. 분석 결과, WD 1856b는 에어로졸 구름층으로 덮여 있었고, 대기에는 약 7%의 메탄이 포함되어 있었으며 온도가 비정상적으로 높았던 것으로 나타났습니다. 데이터에 따르면 행성은 별에서 받는 열보다 약 25배 더 많은 열을 방출합니다. 모성 백색왜성은 약 60억년 동안 냉각되었지만, 행성 자체는 계속해서 빛을 발하고 있습니다.
연구팀은 이 과도한 온도가 지층의 잔열이 아니라 행성이 이동하는 동안 가열되었다는 증거라고 믿고 있습니다. 연구진은 행성 냉각 모델에서 거꾸로 작업함으로써 별의 적색거성 단계에서 생존하는 행성의 "공통 봉투 모델"을 배제하고 "고이심률 이동 모델"을 선호했습니다. 이는 WD 1856 b가 원래 더 먼 궤도에 위치했으며 나중에 WD 1856 시스템의 다른 두 개의 멀리 있는 동반 별의 중력 교란에 의해 영향을 받았다는 것을 의미합니다. 수십억 년에 걸쳐 여러 번 격렬하게 지나간 후 마침내 현재의 궤도에 들어섰습니다.
현재 WD 1856 b의 대기 구성비는 기존 모델과 다르며 이는 냉각 모델 예측의 편차에 기여했을 수 있습니다. O'Connor는 미래에는 행성의 대기 특성에 대한 보다 정확한 진화 모델이 필요할 것이라고 지적했습니다. 지구에서 불과 75광년 떨어진 이 시스템을 통해 연구자들은 이를 돌파구로 보고 보다 유사한 "생존" 행성을 찾아 후기 별과 행성계의 진화에 대한 인류의 이해를 재구성할 수 있기를 바라고 있습니다. 현재 팀은 더 많은 후속 관측 데이터를 얻었으며 우주의 생존과 파괴에 대한 탐사는 여전히 계속되고 있습니다.