▲ 물 대신 철로 이뤄진 비가 내리는 외계행성의 상상도. <제공=유럽남방천문대(ESO)>

[아유경제=권혜진 기자] 지구에서 약 640광년(약 6100조 km) 거리에 있는 물고기자리에서 물이 아닌 철(鐵)로 이뤄진 비가 내리는 것으로 추정되는 외계행성이 관측됐다.

스위스 제네바대 천문학부가 이끄는 국제 공동 연구팀은 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT) 관측을 통해 ‘WASP-76b’로 알려진 초고온 대형 가스 행성에서 철로 된 비가 내리는 현상을 발견했다고 국제학술지 ‘네이처’ 3월 11일자에 발표했다. doi: 10.1038/s41586-020-2107-1

‘WASP-76b’는 별(항성)에 매우 근접한 행성으로 1.8일 주기로 공전한다. 일명 ‘뜨거운 목성’으로 불리는 이 행성은 지난 2016년에 관측된 행성으로 질량은 목성의 0.92배, 반경은 1.83배 수준이다.

연구팀은 VLT 관측 결과 WASP-76b의 낮밤 차이로 인해 철로 된 비(iron rain)가 내리는 기이한 현상이 발생한다는 사실을 발견했다. WASP-76b는 공전 주기와 자전 주기가 같아 늘 한쪽 면만 별을 향하고 있어, 한쪽 면은 늘 낮을 유지하는 반면 다른 한쪽 면은 늘 어두운 밤이다. 마치 지구에서 달의 한쪽 면만 볼 수 있는 것과 같은 현상이다.

특히 이 행성은 별과 매우 가깝기 때문에 ‘낮쪽(dayside)’은 지구가 태양에서 받는 에너지의 수천 배에 이르는 에너지를 받아 표면 온도가 2400도를 넘는다. 이 때문에 철과 같이 높은 녹는점과 끓는점을 가진 금속도 기화해 대기 중으로 날아간다.

반면 에너지를 받지 못한 어두운 ‘밤쪽(nightside)’은 표면 온도가 1500도에 그친다. 낮쪽과 약 900도의 온도차가 발생하면서, 강한 바람이 만들어지면 이를 통해 낮쪽 대기에 있던 철 증기가 밤쪽으로 이동한다. 이후 식어버린 철이 마치 비처럼 내리는 것이다.

연구를 주도한 다비드 에렌라이히 스위스 제네바대 천문학부 교수는 “낮쪽은 철로 된 증기가 가득한 반면, 밤쪽에서는 철로 된 증기가 발견되지 않았다”며 “지금껏 우리가 본 가장 극단적인 행성 기후 중 하나일 것”이라고 설명했다.

권혜진 기자  koreaareyou@naver.com

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