지구-달 거리 1.5배…56만㎞ 꼬리 가진 외계행성 발견 [아하! 우주]

헤성도 아닌 외계행성이 지구과 달 사이 거리의 1.5배에 달하는 56만 ㎞나 되는 거대한 꼬리를 달고 있어 천문학자들을 흥분시키고 있다. 행성이 모항성과 함께 어떻게 진화하는지에 대한 새로운 질문을 촉발하고 있기 때문이다.

​지구에서 160광년 떨어진 뜨겁고 푹신한 거대 외계행성 ‘WASP-69b’는 3.9일의 빠른 주기로 모성을 공전하고 있다. 이 행성이 천문학자들에게 관심을 끌게 된 것은 2018년 행성 대기에서 누출되는 긴 가스 꼬리를 발견되면서부터다. 헬륨 입자로 이뤄진 희미한 흔적으로 여겨졌던 그 꼬리가 실제로 존재한다면 그 길이는 최소 56만 3270㎞, 즉 해당 행성 지름의 약 7배일 것으로 추정된다. 이 헬륨 대기는 모성에서 쉼없이 불어닥치는 태양풍에 의해 뜯겨나가고 있는 중이다.

미국 캘리포니아대 로스앤젤레스 캠퍼스(UCLA)의 에릭 페티구라 천문학·천체물리학과 조교수는 “WASP-69b 시스템은 실시간으로 대기 질량 손실을 연구할 수 있는 드문 기회를 천문학자들에게 제공하는 보석 같은 존재”라고 밝혔다.

연구 공동저자인 다코타 타일러 UCLA 천체물리학 박사과정 연구원은 지난 9일 뉴올리언스에서 열린 제243차 미국천문학회 회의의 언론 브리핑에서 “이 행성은 방사선에 휩싸여 있다”고 밝히면서도 “만약 당신이 은퇴를 고려하고 있다면 이 행성으로 은퇴하는 것은 고려하지 말 것을 제안하고 싶다”고 조크를 덧붙였다.

타일러 연구원은 브리핑에서 해당 외계행성의 누출 대기에 대한 하와이 케크 천문대의 새로운 데이터를 공유했다. 이는 지난 9일 ‘천체물리학 저널’(ApJ)에 발표된 논문에도 설명돼 있다. 최근 관측에 따르면, 대기는 초당 200만 t의 속도로 행성에서 방출돼 이전에 볼 수 없었던 거대한 혜성 같은 꼬리를 형성하고 있는 것으로 나타났다.

이번 연구 성과는 주로 이 행성을 관찰했던 이전 망원경보다 더 많은 빛을 수집하는 케크 천문대의 대형 망원경 덕에 이뤄졌다. 그러나 천문학자들이 말하는 별의 변동성이 모성의 행동을 변화시킬 수도 있다고 타일러 연구원은 설명하면서 “별 자체 내에서 정확히 어떤 유형의 변동성이 일어나고 있는지는 파악하기는 어렵다”고 덧붙였다.

뿜어져나오는 대기 덕분에 이 행성은 10억 년마다 지구 한 개 질량만큼 대기를 잃고 있는데, 이는 ‘상당히 적은 양’이라고 타일러 연구원은 말했다. 그러면서 “‘뜨거운 목성’의 경우에 있어서는 실제로 그다지 많은 양은 아니다”고 부연했다.

휘날리는 꼬리를 관찰하면 이 행성의 대기가 모항성과 어떻게 상호작용하는지를 알 수 있으며, 각각의 별과 함께 행성의 진화에 대한 빛을 밝힐 수 있다.

페티구라 교수는 성명을 통해 “대부분의 알려진 외계행성의 경우 대기 손실 기간이 오래 전에 끝난 것으로 추정한다”고 밝히면서도 “WASP-69b 시스템은 실시간으로 대기 질량 손실을 연구하고 다른 행성을 형성하는 중요한 물리학을 이해할 수 있는 드문 기회를 제공하고 있다”고 말했다.

타일러 연구원은 성명서에서 과학적 매력 외에도 끊임없는 항성풍에 직면한 행성의 회복력은 또한 이 행성의 미래에 대한 예측을 가능케 해준다고 밝히면서 “WASP-69b와 같이 우리 역시 우리가 직면하는 수많은 과제에도 불구하고 계속해서 나아갈 수 있는 능력을 갖추고 있다”고 했다.

이광식 과학 칼럼니스트

이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com