행성이 떠돌이별이 될 때 위성은 어떻게 되는가?

• 떠돌이 행성이 모항성계에서 방출될 때 많은 경우 위성을 동반한다는 사실이 새로운 연구를 통해 밝혀짐.
• 위성의 생존 여부는 행성의 '힐 반경(Hill radius)' 내 위치에 따라 결정됨.
• 힐 반경의 40% 이내에 있는 위성은 행성과 함께 떠돌이 행성이 될 확률이 높음.
• 행성 중력에 의한 조석 가열은 떠돌이 행성계가 성간 공간으로 방출된 후에도 위성 내부의 액체 바다를 유지할 수 있는 에너지를 제공함.

힐 반경과 생존 메커니즘

• 힐 반경은 행성의 중력이 항성의 중력보다 우세한 영향권을 의미함.
• 네덜란드 레이덴 천문대의 야닉 바두(Yannick Badoux)와 사이먼 포르테기스 즈바르트(Simon Portegies Zwart)는 34,000번의 별 조우 시뮬레이션을 통해 위성 탈출 과정을 분석함.
• 힐 반경의 50%를 넘어서는 위성은 방출 과정에서 행성과 분리될 가능성이 매우 높음.

궤도 분석을 통한 역사 추적

• 행성에 가까운 위성은 방출 후에도 원형 궤도를 유지하지만, 힐 반경 경계에 있던 위성은 뒤틀리고 찌그러진 궤도를 보임.
• 전체 방출 사례의 90% 정도는 행성과 위성 사이의 간격에 큰 변화를 주지 않으므로, 위성의 현재 궤도를 분석하여 과거 방출 과정을 역추적할 수 있음.

생명 거주 가능성

• 태양광이 없는 성간 공간에서도 행성의 중력으로 발생하는 조석 마찰열은 위성 내부를 따뜻하게 유지함.
• 목성과 같은 행성이 위성을 동반한 채 성간 공간을 이동한다면, 그 위성 내부의 액체 바다에서 외계 생명체가 존재할 가능성을 배제할 수 없음.