우주에서 달걀 썩은 냄새가?…이상한 외계행성 발견

지구서 35광년 ‘L98-59d’ 분석
대기에 황화수소 다량 포함 추정
기존 행성 범주서 벗어나는 유형

지구에서 35광년 떨어진 외계 행성 ‘L98-59d’ 상상도(사진 왼쪽 노란색 천체). 옥스퍼드대 연구진 제공

썩은 달걀이나 방귀에서 나는 악취를 풍길 것으로 예상되는 외계 행성이 태양계 밖 우주에서 발견됐다.

17일(현지시간) 유럽 과학계에 따르면 영국 옥스퍼드대와 네덜란드 흐로닝언대 소속 과학자들이 구성한 공동 연구진은 지구에서 35광년 떨어진 우주에 존재하는 외계 행성 ‘L98-59d’ 대기에 다량의 황화수소가 존재할 가능성이 크다는 분석 결과를 공개했다. 해당 연구 내용은 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 실렸다.

황화수소가 대기 주성분으로 추정되는 외계 행성은 이번에 처음 발견됐다. 황화수소는 악취가 나는 대표적인 기체다. 지구에서는 달걀이나 고기가 썩을 때, 생물이 방귀를 뀔 때 맡을 수 있다. 하수구나 화산 지대에서도 생긴다.

연구진은 현존 최고 관측 능력을 지닌 제임스 웹 우주망원경이 2024년 찍은 L98-59d를 집중 관찰해 이 같은 대기 분석 결과를 얻어냈다. 제임스 웹 망원경이 L98-59d 상층 대기에서 이산화황을 발견했는데, 연구진은 이산화황이 대기에 섞이려면 L98-59d 표면에서 황화수소가 꾸준히 공급돼야 한다는 가설을 세웠다. 황화수소가 대기 상층부로 올라가 우주에서 날아드는 자외선을 맞으면 이산화황으로 변하기 때문이다.

연구진은 분석을 위해 독특한 접근을 했다. L98-59d가 탄생한 것으로 추정되는 50억년 전부터 지금까지의 지질 활동을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 타임머신처럼 되짚었다.

그 결과 현재 L98-59d 표면에는 마그마 바다가 존재할 것이라는 결론을 내렸다. 마그마는 황 성분을 머금고 있다가 오랜 세월 동안 대기로 내뿜는다. 대기로 나온 황이 수소와 조합되면서 L98-59d 대기를 황화수소로 채운 것이다.

연구진은 제임스 웹 망원경을 통해 이 행성 전체 질량의 1.8%가 황과 수소 중심의 휘발성 물질로 이뤄졌다고 분석했다. 언뜻 적어 보이는 수치지만 지구보다 20배나 높다.

그동안 과학계에서는 지구보다 덩치는 크지만, 밀도는 낮은 외계 행성이 두 가지 범주로 구분된다고 생각했다. 단단한 바위로 만들어진 알맹이 주변을 수소가 두껍게 감쌌거나 대기는 희미해도 행성 알맹이 자체가 밀도가 낮은 얼음·물로 이뤄진 유형이었다.

L98-59d은 이 두 가지 범주에 모두 포함되지 않았다. 대기에는 황화수소가 가득 차 있고, 표면의 바다에서는 물이 아닌 마그마가 일렁일 것으로 분석됐기 때문이다. 연구진은 “이번 관측 결과는 향후 외계 행성의 유형이 알려진 것보다 다양하다는 점을 시사한다”고 했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com