“니가 왜 거기서 나와”…외계 천체서 ‘구름 두께 변화’ 첫 포착

우주에 떠 있는 외계 천체 ‘WISE 0855’ 상상도. 태양계 밖 천체 관측 사상 처음으로 구름 두께 변화가 확인됐다. 미국 항공우주국(NASA) 제공

외계 천체의 하늘을 덮은 구름이 두꺼워지거나 얇아진다는 사실이 관측됐다. 지구에서는 당연한 일이지만, 태양계 밖 천체에서 구름 두께 변화가 확인된 것은 이번이 처음이다. 외계 천체의 기상 환경을 정밀 분석하고, ‘우주 일기예보’를 현실화하기 위한 기초 연구가 될 것으로 보인다.

11일(현지시간) 미국 과학계에 따르면 애리조나대와 텍사스대 오스틴캠퍼스 소속 과학자들이 주도한 연구진은 태양계 밖 천체 ‘WISE 0855’에서 구름의 두께 변화가 나타난다는 사실을 발견했다고 밝혔다. 해당 연구는 논문 사전 공개사이트 ‘아카이브’에 게재됐으며, 국제학술지 ‘천체물리학 저널’에 실릴 예정이다.

2014년 발견된 WISE 0855는 지구에서 7.5광년 떨어져 있어 우주적인 관점에서는 ‘이웃’이다. 우주의 일반적인 거리는 수백에서 수천광년을 훌쩍 넘는다.

WISE 0855는 행성보다는 무겁고 별보다는 가벼운, ‘갈색 왜성’으로 분류된다. 갈색 왜성이기 때문에 약간의 열이 자체적으로 발생하지만, 별처럼 수소핵융합 반응을 일으켜 밝게 타오르지는 못한다. WISE 0855 온도는 영하 8도다.

연구진은 WISE 0855를 2023년 12월2일에 11시간 동안 집중 관찰했다. WISE 0855에서 나오는 다양한 유형의 빛을 15분마다 수집했다. 그 결과, WISE 0855의 상층 대기에 깔린 구름층 두께가 수시로 변한다는 사실을 확인했다. 외계 천체의 구름이 두꺼워지거나 얇아진다는 점은 이번에 처음 발견됐다.

이런 새로운 관측이 가능했던 것은 WISE 0855를 관측하는 데 사용한 제임스웹 우주망원경의 고성능 때문이다. 기존 망원경은 특정 천체에서 나오는 빛을 뭉뚱그려 수집했다. 구름의 움직임과 온도, 화학 성분 등을 담은 정보가 뒤섞여 있었다.

제임스웹 우주망원경은 다르다. 이런 정보를 낱낱이 나눠 구별할 수 있게 한다. 우주과학계에서는 WISE 0855를 발견 직후, 물 성분으로 구성된 구름이 있을 가능성이 크다는 전망을 내놓았는데, 제임스웹 망원경을 통해 구름의 존재는 물론 두께 변화까지 확인된 것이다. 연구진은 “구름 두께 변화는 천체 내에서 나타나는 압력 변화에서 기인한다”고 밝혔다.

이번 연구는 외계 천체의 기상 환경을 분석하기 위한 바탕이 될 것으로 보인다. 우주 일기예보를 현실화하고, 생명체 존재 여건을 명확히 정리하기 위한 연구에도 탄력이 붙을 것으로 전망된다.