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.

박종익 기자