제임스웹, 700광년 밖 외계행성의 아침·저녁 온도를 알아냈다

최근 2주년을 맞은 제임스웹우주망원경 의 주요 목표 가운데 하나는 외계 행성의 물리적, 화학적 특성을 파악해 생명체 존재 가능성을 알아보는 것이다. 제임스웹이 이를 위해 첫번째 탐구 대상으로 삼은 외계행성은 지구에서 700광년 거리에 있는 WASP-39b다. 일명 ‘뜨

지구에서 700광년 거리에 있는 외계행성 WASP-39b 상상도. 크기는 목성의 1.3배이지만 질량은 목성의 28%에 불과한 가스 행성이다. 미 항공우주국 제공제임스웹이 이를 위해 첫번째 탐구 대상으로 삼은 외계행성은 지구에서 700광년 거리에 있는 WASP-39b다.덩치는 목성의 1.3배이지만 질량은 목성의 4분의 1에 불과한 가스 행성이다. 물질의 밀도가 1㎤당 0.18g로, 솜사탕 행성으로 불리는 WASP-17b와 크게 다르지 않다. 이렇게 물질의 밀도가 낮은 것은 중심별과의 거리가 700만km로 가까워 온도가 매우 높기 때문이다. 태양보다 약간 작은 중심별을 4일에 한 번씩 돈다.를 찾아냈다. 지구의 생명체 활동과 깊은 관련이 있는 이산화탄소는 중원소함량의 지표 역할을 하는 물질로 행성의 기원과 진화 과정을 추적하는 데 중요하다. 중원소함량이란 헬륨보다 무거운 원소의 비율을 말한다. 중원소함량은 천체의 나이를 가늠하는 척도 가운데 하나다.

경계 지역의 대기를 분석한 결과. 별이 지는 쪽은 800도, 별이 뜨는 쪽은 600도로 측정됐다. 연구진은 또 행성의 아침 지역이 저녁 지역보다 구름이 많다는 걸 발견했다.대기 순환이 만드는 온도 차가까운 거리에서 별을 공전하는 외계 행성에선 앞면에서 더워진 가스가 강한 적도 제트기류를 타고 뒷면으로 이동한다. 두 지역의 극심한 온도 차이로 인해 기압 차이가 커지면서 바람도 강하다. 연구진은 지구의 날씨 예측에 사용하는 것과 비슷한 모델을 이용해 살펴본 결과, 이 행성에서는 바람이 뒷면에서 시작돼 아침 경계선을 넘어선 뒤, 앞면을 돌아 저녁 경계선을 지나 다시 뒷면으로 이동할 가능성이 크다는 걸 발견했다.

이 경우 아침 경계선 지역은 저녁 경계선 지역보다 더 온도가 낮아지게 된다. 다른 말로 하면, 아침 지역은 뒷면에서 차가워진 공기의 바람이 불고, 저녁 지역은 앞면에서 뜨거워진 공기의 바람이 분다. 연구진은 이 행성의 풍속은 시속 수천km에 이를 것으로 봤다. 연구진은 “이번 연구는 이전에는 없었던 행성의 입체적 정보를 얻었다는 점에서 매우 흥미롭다”고 말했다. 예컨대 저녁 경계 지역이 더 뜨겁다는 것은 이 지역이 약간 더 부풀어 있다는 걸 뜻한다. 연구진은 이런 방법을 이용해 앞뒷면이 고정돼 있는 또 다른 ‘뜨거운 목성’의 대기도 연구할 계획이다.

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