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2017년 6월 10일 토요일

우주 이야기 662 - 서로 다른 사촌 행성



(This diagram compares Hubble Space Telescope observations of two "hot Jupiter"-class planets orbiting very closely to different sunlike stars. Astronomers measured how light from each parent star is filtered through each planet's atmosphere. HAT-P-38 b did have a water signature indicated by the absorption-feature peak in the spectrum. This is interpreted as indicating the upper atmosphere is free of clouds or hazes. WASP-67 b, has a flat spectrum that lacks any water-absorption feature, suggesting most of the planet's atmosphere is masked by high-altitude clouds.
Credits: Artwork: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI); Credit: Science: NASA, ESA, and G. Bruno (STScI))​



(This diagram compares Hubble Space Telescope observations of two "hot Jupiter"-class planets orbiting very closely to different sunlike stars. Astronomers measured how light from each parent star is filtered through each planet's atmosphere. HAT-P-38 b did have a water signature indicated by the absorption-feature peak in the spectrum. This is interpreted as indicating the upper atmosphere is free of clouds or hazes. WASP-67 b, has a flat spectrum that lacks any water-absorption feature, suggesting most of the planet's atmosphere is masked by high-altitude clouds.
Credits: Artwork: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI); Credit: Science: NASA, ESA, and G. Bruno (STScI))


 종종 혈연 관계가 가까운 형제나 사촌끼리 많이 다른 경우를 보게 됩니다. 흥미로운 사실은 행성도 그럴 수 있다는 것입니다. 우주망원경 연구소의 지오바니 브루노 (Giovanni Bruno of the Space Telescope Science Institute)가 이끄는 연구팀은 거의 동일한 조건에 있는 두 개의 뜨거운 목성 (hot Jupiter)의 표면을 연구했습니다. 허블 우주 망원경 관측 결과는 이 두 외계 행성이 조건이 비슷하지만, 대기의 모습은 완전히 다르다는 사실을 밝혀냈습니다.


 WASP-67 b과 HAT-P-38 b는 모두 뜨거운 목성형 외계 행성으로 별에서 매우 가까운 위치에서 공전하고 있어 표면 온도가 매우 뜨겁습니다. 비슷한 궤도와 비슷한 표면 온도, 질량 등 동일한 조건을 생각하면 이 행성들이 표면이 비슷할 것이라고 예측하는 것은 매우 합리적으로 보입니다. 하지만 허블 우주 망원경 관측 결과는 그렇지 않다는 사실을 보여줬습니다.


 HAT-P-38 b의 스펙트럼 분석 결과는 이 행성의 대기에 물이 있음을 시사하고 있으며 표면에 두꺼운 구름이 없는 맑은 상부 대기를 가지고 있음을 보여줍니다. 반면 WASP-67 b에는 물의 흔적이 발견되지 않는데 이는 물이 없기보다는 두꺼운 상부 구름에 의해 가려진 상태임을 시사합니다. 따라서 실제 육안으로 두 행성을 보면 확연하게 다른 모습을 보여줄 것입니다.


 두 행성은 현재 수성 궤도보다 훨씬 안쪽에서 4.5일 주기로 모성을 공전하고 있으며 구름에는 황화 나트륨 (sodium sulfide)이나 염화칼륨 (potassium chloride)처럼 지구의 구름에서는 보기 힘든 성분이 많이 포함되어 있습니다. 표면 온도는 섭씨 700도에 달합니다. 다만 달처럼 조석 고정이 되어 있어 한쪽은 영원한 낮이고 한쪽은 영원한 밤인 상태입니다. 당연히 온도 차이에 의한 강한 바람이 존재할 것으로 보입니다. 이렇게 비슷한 조건이지만 표면의 모습은 두 행성이 크게 다릅니다.


 우주에 수많은 행성들이 모두 비슷한 모습을 할 이유는 없지만, 비슷한 조건을 지닌 두 행성이 이렇게 판이하게 다른 이유에 대해선 아직 설명할 방법이 없습니다. 한 가지 가능한 설명은 이 행성들이 훨씬 먼 거리에서 생성된 후 안쪽 궤도로 이전했다는 것입니다. 어쩌면 서로 다른 위치에서 생성되었기 때문에 이런 차이가 발생했을지 모릅니다.


 하지만 더 확실한 결론을 내리기 위해서는 더 정밀한 관측이 필요합니다. 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경이나 E-ELT 같은 차세대 망원경이 완성되면 이에 대한 더 자세한 정보를 얻게 될 것입니다.


 참고


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