허리케인 70배···‘지옥 바람’ 부는 행성 정체

시속 7만㎞에 달하는 철과 나트륨 성분의 바람이 부는 지옥같은 행성이 확인됐다. 최근 칠레 유럽남방천문대(ESO) 줄리아 빅토리아 세이델 박사가 이끄는 국제 연구팀은 극단적인 대기환경을 가진 외계행성 ‘WASP-121b’ 대기의 비밀을 밝힌 연구결과를 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 발표했다.

2015년 처음 발견된 WASP-121b는 지구에서 약 900광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 ‘뜨거운 목성’(hot Jupiter)형 행성이다. 뜨거운 목성은 우리의 목성과 같은 거대한 가스 행성이지만 모항성과 매우 가까운 탓에 표면온도가 뜨거워 이같은 별칭으로 불린다. 실제 WASP-121b는 모항성을 지구시간으로 불과 30시간 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있다. 특히 WASP-121b는 모항성의 조석력에 묶여 낮과 밤면이 고정돼 있어 한쪽(낮면)만 매우 뜨거운데, 대기가 최대 2300°C까지 가열돼 철도 녹일 수 있는 수준이다.



이번에 연구팀은 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 첨단 고해상도 분광장치 ‘에스프레소’(ESPRESSO)를 사용해 WASP-121b 대기에서 여러 화학 원소의 특징을 감지하는데 성공했다. 분석 결과 행성의 대기에서 3가지 다른 층이 존재하는 것이 확인됐다. 먼저 행성 대기의 가장 깊은층에는 철 성분이, 중간층은 나트륨, 바깥층은 수소가 거대하고 빠른 속도의 바람을 일으키며 각기 다른 방향으로 움직이고 있다는 사실이 밝혀졌다. 특히 바람 속도는 시속 7만㎞로 추정되는데, 이는 외계행성에서 관측된 가장 강력한 제트기류로 꼽힌다. 지구의 허리케인이 시속 몇백㎞라는 사실과 비교해보면 그야말로 비교자체가 불가한 수준인 것.

연구를 이끈 세이델 박사는 “외계행성의 대기를 3차원 구조로 자세하게 연구할 수 있었던 것은 이번이 처음”이라면서 “행성의 대기구조와 움직임이 마치 SF에서 나온 것 같다”며 놀라워했다. 이어 “철과 티타늄 같은 원소를 운반하는 강력한 바람이 행성 대기 전체에 복잡한 날씨 패턴을 만들어낸다”면서 “행성 절반에 걸쳐있는 제트기류가 행성의 밤과 낮면의 경계를 지나 이동하면서 대기를 격렬하게 휘젓는 것처럼 보인다”고 덧붙였다.