보석 비 내리는 외계행성 대기 구조 첫 관측 [우주로 간다]

WASP-121b 대기, 수소·나트륨·철 바람 구조 지녀

지구에서 약 880광년 떨어진 외계행성 WASP-121b의 대기 구조가 처음으로 관측됐다고 IT매체 기가진이 최근 보도했다.

이 외계행성은 항성 WASP-121을 매우 가까이 공전하는 가스 행성이다. 항성을 향하는 쪽의 온도는 최대 3천 도가 넘고 반대 쪽 온도도 1천500도인 고온으로, 대기 중의 산소가 금속과 응결돼 루비와 사파이어 비가 내리는 특이한 행성으로 알려져 있다.

WASP-121b 행성을 상상한 이미지 (사진=NASA/ESA/STScl)

유럽남방천문대(ESO) 줄리아 빅토리아 세이델이 이끄는 연구진은 초거대망원경(VLT)의 고해상도 분광 장치 ‘에스프레소’(ESPRESSO)를 통해 4개의 망원경에서 포착된 빛을 결합해 WASP-121b 대기를 관측했다. 연구진은 이 외계행성의 대기를 3차원으로 매핑한 연구 결과를 최근 국제학술지 네이처에 발표했다.

연구 결과에 따르면, WASP-121b 행성의 대기는 위로부터 수소 바람, 나트륨 제트기류, 철 성분 바람인 3개 층으로 구성된 독특한 구조인 것으로 알려졌다. 연구진에 따르면 WASP-121b와 같은 대기 구조는 지금까지 어떤 행성에서도 볼 수 없었던 것이다.

WASP-121b의 다양한 바람 층을 보여주는 그래픽 (출처=ESO / M. Kornmesser)

특히 중간에 있는 나트륨 제트기류는 매우 강력해 행성의 자전 속도보다 빠르게 흐르고 있는 것으로 전해졌다. 3천 도의 고온 지역에서 1천500도 저온 지역으로 불어오는 제트기류는 대기를 흐트러뜨리고 태양계에서도 볼 수 없을 만큼 강한 폭풍을 발생시키고 있다고 연구진은 설명했다.

세이델은 “WASP-121b의 대기는 지구 뿐만 아니라 모든 행성의 날씨의 구조에 대한 우리의 이해를 뒤흔드는 움직임을 하고 있다. 마치 공상과학(SF)의 세계인 것 같다”고 밝혔다.

해당 논문 공동 저자인 천체물리학자 비비아나 프리노스는 “이렇게 멀리 떨어진 행성의 화학 조성이나 기상 패턴 등의 상세를 연구할 수 있다는 것은 놀라운 일”이라며 대형 천체 망원경의 필요성을 강조했다.