타오르고, 늘어나고, 액체 철로 쏟아지는: 제임스 웹이 외계 행성 WASP-121b의 충격적인 비밀을 드러내다
NASA의 제임스 웹 우주 망원경이 지옥 같은 외계 행성 WASP-121b에서 놀라운 화학 반응과 폭력적인 기원을 밝혀냅니다.
- 지구로부터의 거리: 900 광년
- 낮 온도: 3,000°C 이상 (5,400°F)
- 궤도 주기: 불과 30시간
- 주요 발견: 행성 대기에서 실리콘 일산화물의 최초 검출
우주는 한층 더 뜨거워졌습니다. NASA의 제임스 웹 우주 망원경(JWST)가 WASP-121b의 신비로운 커튼을 걷어내며, 이 행성이 외계 세계의 동작 방식에 대한 기대를 깨트리는 극단적인 특징을 지닌 행성임을 밝힙니다.
우리 태양보다 훨씬 뜨겁고 밝은 태양 주위를 도는 WASP-121b는 문자 그대로 위태로운 경계에 살고 있습니다. 별에 너무 가까워서 낮 부분은 3,000°C를 넘는 고온의 열기를 받는 이 ‘초고온 목성’은 늘어난 축구공 모양으로 왜곡되어 있습니다. 천문학자들은 최근 이곳에서 액체 철이 비가 내릴 수도 있음을 발견했습니다.
극적인 과학적 도약으로, JWST는 이 행성이 어떻게 형성되었는지, 그리고 왜 행성 형성과 생존에 대한 규칙을 다시 쓴 것인지에 대한 화학적 단서를 찾아냈습니다.
Q: WASP-121b는 우주에서 어떤 특별한 행성인가?
WASP-121b는 단순히 뜨거운 것이 아니라 극단적입니다. 이 행성은 30시간마다 별 주위를 돌며 한쪽은 항상 낮 동안 태양을 바라보고, 다른 쪽은 끝없는 밤에 방치됩니다. 강렬한 낮은 표면을 가열하여 금속이 기화될 정도이고, 밤에는 ‘겨우’ 1,500°C로 식습니다. WASP-121b에서는 날씨 예보가 간단합니다: 액체 철이 쏟아지고 압도적인 조수 힘을 겪게 됩니다.
그러나 진정으로 놀라운 것은 이 행성의 화학이 재앙과 변형의 그림을 그린다는 것입니다. JWST의 근적외선 분광기(NIRSpec)는 수증기, 일산화탄소, 메탄, 그리고 — 어디에서도 최초로 — 행성 대기에서 소용돌이치는 실리콘 일산화물 가스의 서명을 포착했습니다.
Q: 이러한 분자들이 그의 과거에 대해 무엇을 드러내는가?
연구자들은 WASP-121b가 항상 그렇게 위험한 삶을 살았던 것은 아니었다고 믿고 있습니다. 증거는 더 차갑고 먼 지역에서 기원한 것을 보여줍니다 — 우리의 태양계의 목성과 토성 너머의 얼음 영역에 비유할 수 있습니다. 그 당시 이 행성은 성장하면서 물, 메탄, 그리고 암석 광물을 모았던 것으로 보입니다.
그러나 우주의 중력 당근이 WASP-121b를 별 쪽으로 던졌습니다. 이 이동 과정에서 일부 구성 요소, 특히 산소가 풍부한 얼음을 잃게 되었지만, 탄소가 풍부한 가스를 계속해서 흡수했습니다. 이 여정에서 독특한 화학적 지문이 고정되어, 그 하늘에서는 산소보다 더 많은 탄소가 떠다니고 있습니다.
천문학자들이 이 모든 것을 어떻게 알아냈는가?
이 행성의 용광로를 들여다보며, 토마스 에반스-소마(호주 뉴캐슬 대학교)와 시릴 가프(독일 막스 플랑크 천문학 연구소)가 이끄는 두 개의 국제 연구팀은 JWST의 전례 없는 감도를 활용했습니다. 그들의 3D 대기 모델은 메탄과 같은 분자들이 강렬한 열에 의해 파괴될 것으로 예상되었음에도 불구하고 어떻게든 살아남아, 행성의 밤 쪽 표면에서 다시 나타나는 것을 드러냈습니다.
실리콘 일산화물의 존재는 특히 중요한 의미를 지닙니다. 지구와 다른 대부분의 행성에서 실리콘 일산화물은 암석에 갇혀 있습니다. WASP-121b에서의 검출은 고대 소행성들이 이 아기 행성과 충돌하여 그들의 광물이 강렬한 열 아래에서 기화되었음을 시사합니다. 이 혼합물은 행성이 내부로 이동하는 동안 남아있었고, 이제 그 행성의 “돌 기체”가 외계의 하늘에서 소용돌이치고 있습니다.
왜 이 발견이 과학에 그렇게 큰 의미가 있는가?
WASP-121b는 타오르는 외계 행성에서 대기가 어떻게 생존하는지에 대한 모델을 뒤엎고 있습니다. 예기치 않은 수직 혼합 — 메탄이 아래의 더 차가운 층에서 끌어올려지는 과정 — 은 천문학자들이 이해하고 있다고 생각했던 것을 도전합니다. 이러한 새로운 모델을 채택하는 것은 우리 은하에 흩어져 있는 수백 개의 “뜨거운 목성”들에 대한 비밀을 밝혀낼 수 있습니다.
그리고 실리콘 일산화물의 검출은 JWST가 행성 과학을 분자 단위로 다시 쓸 수 있음을 증명합니다.
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다음 큰 우주 발견을 어떻게 따라잡을 수 있는가?
제임스 웹 우주 망원경은 WASP-121b와 같은 외계 행성의 신비를 밝혀내기 시작한 것에 불과합니다. 새로운 데이터가 도착함에 따라, 심지어 아마도 우주에서의 생명에 대한 우리의 아이디어에 도전할 수 있는 더 이상한 세계에 대한 계시가 기대됩니다.
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요약 체크리스트: WASP-121b의 지옥 같은 대기에 대해 알아야 할 사항
- 30시간마다 별 주위를 돌며 – 너무 가까워 거의 찢어질 지경입니다.
- 낮 쪽 온도: 3,000°C 이상, 밤 쪽: 1,500°C
- JWST가 수증기, 일산화탄소, 메탄, 및 실리콘 일산화물을 발견했습니다.
- 화학적 조사가 더 차갑고 먼 궤도로부터 이동했음을 암시합니다.
- 극단적인 외계 행성이 어떻게 형성되고 생존하는지를 다시 생각하게 합니다.
WASP-121b와 같은 우주의 이상 현상에 대한 탐색이 계속되고 있으니 주목하세요. 다음 혁신을 놓치지 마세요 — 별을 주시하세요!