동반성이 야기하는 엄청난 조석력에 형상이 달걀처럼 변해버린 기묘한 외계행성이 발견됐다. 목성 정도의 질량을 가진 이 행성은 PSR J2322-2650b로 명명됐다.
미국 스탠퍼드대학교 천문학 연구팀은 19일 이런 내용을 담은 관측 보고서를 발표했다. 이번 성과는 국제 학술지 The Astrophysical Journal Letters 15일 자에 먼저 소개됐다.
연구팀은 미 항공우주국(NASA)이 운용하는 심우주 관측 장비 제임스웹우주망원경의 데이터를 분석하던 중 PSR J2322-2650b를 발견했다. 이 외계행성은 형상만큼이나 대기도 희한해서, 탄소로 가득한 검은 구름에서 반짝이는 다이아몬드 비가 쏟아질 것으로 생각된다.
스탠퍼드대 마야 벨레즈나이 연구원은 "1990년대 중반부터 지금껏 6000개 넘는 외계행성이 특정됐지만, 이번처럼 이상한 천체는 처음"이라며 "제임스웹우주망원경이 잡아낸 PSR J2322-2650b는 천문학의 상식을 뒤집는 미스터리한 천체"라고 설명했다.
유례가 없는 이 달걀형 외계행성은 초신성 이후 남겨진 죽은 별의 잔해, 즉 펄사의 주변을 돈다. 태양 정도의 질량에 지름은 불과 20㎞인 초고밀도 펄사로, 맹렬한 속도로 자전하면서 동반성을 파괴하는 블랙 위도우 종류로 분류됐다.
블랙 위도우 펄사는 근방을 도는 동반성에 강렬한 방사선과 입자 빔을 퍼부어 그 표면 물질들을 조금씩 벗겨낸다. PSR J2322-2650b와 이 펄사의 거리는 지구-태양의 10%인 약 160만㎞다. 펄사는 엄청난 속도로 자전하고, 7.8시간 만에 그 주변을 한 바퀴 도는 PSR J2322-2650b는 조석력의 영향을 받아 달걀처럼 찌그러졌다.
마야 연구원은 "해당 펄사는 초당 수백 번씩 자전하면서 감마선 등 고에너지 입자를 방출하지만 제임스웹우주망원경은 적외선 관측이 가능해 이를 잡아냈다"며 "이 행성은 항상 같은 면이 펄사로 향해 낮 최고기온은 섭씨 약 2040℃, 밤에도 섭씨 약 650℃로 구워져 있다"고 언급했다.
이어 "이 정도 온도에 탄소가 단독으로 존재한다는 것은 산소나 질소가 극단적으로 적다는 것을 의미한다. 즉 이 천체의 대기에는 탄소의 그을음으로 된 구름이 채워지고, 행성의 심부에서 응축해 다이아몬드 비가 내릴 가능성이 높다"고 추측했다.
연구팀은 동반성이 어떤 이유로 차가워지면서 PSR J2322-2650b의 탄소 결정이 내부에서 윗부분으로 떠올라 헬륨에 섞인 것으로 봤다. 그렇다고 쳐도 산소와 질소가 배제된 정확한 이유는 알 수 없어 향후 PSR J2322-2650b에 대한 조사가 더 필요하다고 연구팀은 강조했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
