꼬리가 길면 보인다? 자신보다 50배 긴 꼬리 지닌 외계 행성 포착[아하! 우주]

태양계의 8개 행성은 모두 저마다 다른 특징을 갖고 있다. 태양계의 듬직한 맏형인 목성, 고리를 지닌 토성, 생명체가 있는 지구, 불지옥 같은 환경을 지닌 금성, 황량한 사막 행성인 화성 등이 그렇다. 하지만 태양계 밖에는 이보다 더 독특한 행성이 존재한다. 바로 뜨거운 목성이다. 

뜨거운 목성형 행성은 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성으로 질량은 대개 목성보다 크지만, 공전 궤도는 수성보다 10배 이상 짧은 독특한 행성이다. 모항성에서 너무 가깝기 때문에 표면 온도는 섭씨 수천 도에 달하기도 한다.

일부 뜨거운 목성형 행성은 너무 뜨거워진 대기가 중력을 이기고 탈출한 후 별에서 나오는 고에너지 입자의 바람인 항성풍에 날아가기도 한다. 행성이면서 혜성처럼 꼬리를 지닌 셈이다. 

다만 이론적으로는 쉽게 예측할 수 있는 일이라도 실제 관측은 매우 어렵다. 아무리 밝은 행성이라도 별에 비하면 등대 옆에 있는 반딧불 밝기도 안 되기 때문에 직접 관측이 힘들기 때문이다. 텍사스 대학 맥도날드 천문대의 과학자들은 10m가 넘는 주경을 지닌 고성능 망원경인 HET (Hobby-Eberly Telescope)을 이용해 이 과제에 도전했다. 

연구팀은 HET를 이용해서 뜨거운 목성형 외계 행성 HAT-P-32b을 장시간에 걸쳐 관찰했다. 물론 대형 지상 망원경을 사용해도 외계 행성과 외계 행성에서 나온 가스를 관측하기도 쉬운 일은 아니다.

하지만 HET는 미세한 스펙트럼 변화를 감지할 수 있는 고성능 분광기인 HPF (Habitable-Zone Planet Finder)가 있어 별 자체의 빛과 주변 행성에서 나오는 빛을 구분해 분석할 수 있다. 

연구 결과 HAT-P-32b에서 나온 가스는 행성 지름의 50배 거리까지 펼쳐져 있었다. 시뮬레이션 모델을 이용해 그 분포를 재구성한 결과 연구팀은 혜성의 꼬리처럼 길게 늘어뜨려져 있는 게 아니라 별의 중력 때문에 고리처럼 분포하고 있다는 결론을 얻었다. (사진) 

물론 이렇게 꼬리를 지닌 행성은 우주에서도 드문 경우다. HAT-P-32b는 가스를 계속 잃고 있어 결국 암석 핵 이외의 부분은 거의 사라지게 될 가능성이 높다. 우리는 별과 행성의 긴 생애에서 짧은 한순간을 보고 있는 셈이다.

인간의 삶은 이들과는 비교할 수 없을 정도로 짧지만, 그래도 과학을 통해 영겁의 세월을 사는 별과 행성의 생명도 영원하지 않다는 사실을 알 수 있다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com