코발트 블루로 빛나는 외계행성, 알고 보니 썩은 달걀 냄새

외계행성 ‘HD 189733b’ 대기 성분 분석
외계행성서 황화수소 첫 발견

지구에서 65광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 외계행성 'HD 189733b'./존스홉킨스대

목성 크기 정도의 외계행성이 대기에 달걀이 썩을 때 나는 악취 성분인 황화수소를 품고 있는 것으로 확인됐다. 황화수소가 외계행성의 대기에서 발견된 것은 이번이 처음이다.

광웨이 푸(Guangwei Fu) 미국 존스홉킨스대 천문학과 교수 연구팀은 “제임스웹 우주망원경으로 외계행성 ‘HD 189733b’를 관측한 결과, 대기에서 물과 이산화탄소, 일산화탄소, 황화수소가 발견됐다”고 국제 학술지 네이처(Nature)에 9일 발표했다.

‘HD 189733b’는 지구에서 65광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 외계행성으로, 목성보다 반지름이 11.4% 더 길다. 이 행성은 짙은 청색을 띠고 있지만, 중심별과 거리가 태양과 수성의 13분의 1 수준이어서 섭씨 927도라는 극한 환경을 가지고 있다.

연구팀은 제임스웹의 근적외선 카메라(NIRCam)로 2022년 8월 25일과 같은 달 29일 중심별 앞을 지나는 HD 189733b를 관측했다. 행성이 중심별 앞을 지날 때 우주망원경으로 촬영하면 행성 대기를 지난 빛 스펙트럼을 분석해 대기 구성 성분을 파악할 수 있다.

HD 189733b 대기에는 물과 일산화탄소, 이산화탄소, 황화수소가 발견됐다. 외계행성에서 황화수소가 발견된 건 이번이 처음이다. 또 금속성 원소의 함량은 태양보다 3~5배 많았다. 앞서 이 행성에는 메탄이 있을 것이란 주장이 제기됐지만, 이번 관측에서는 메탄은 발견되지 않았다.

행성 대기에서 발견되는 성분들은 행성 형성 과정에 대한 단서가 된다. 이 외계행성은 별과 가까워 생명체가 살 수는 없지만, 황화수소는 유기체의 단서가 되는 물질이다. 연구팀은 외계행성에서 황 화합물이 어떻게 생성되는지 추가 연구를 이어갈 예정이다.

푸 교수는 “이 연구는 행성의 질량과 반지름에 따라 행성 구성이 어떻게 변하는지 연구하는데 무거운 원소 농도가 중요한 기준점이 된다는 것을 보여준다”며 “행성 대기의 구성을 밝혀내면 그에 대한 답을 얻는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

참고 자료

Nature(2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07760-y

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