우주에서 가장 특이한 외계행성들, 지옥보다 더 이상한 세계가 실제로 존재한다

지구 밖에는 어떤 행성들이 있을까요?

우리는 행성이라고 하면 지구나 화성처럼 단단한 땅이 있거나 목성처럼 거대한 가스행성을 떠올립니다. 하지만 지금까지 발견된 수천 개의 외계행성 가운데에는 상상을 뛰어넘는 세계들이 존재합니다.

1년이 몇 시간밖에 되지 않는 행성, 철이 비처럼 내리는 행성, 별에 잡아먹히고 있는 행성까지 실제로 발견됐습니다.

SF 영화보다 더 이상한 외계행성들을 살펴보겠습니다.

철로 된 비가 내리는 행성, WASP-76 b

지구에서 비가 내린다면 물을 생각합니다.

하지만 약 640광년 떨어진 WASP-76 b에서는 상황이 완전히 다릅니다.

이 행성은 목성과 비슷한 거대 가스행성으로 별과 매우 가까이 붙어 있습니다. 별을 향하는 낮 쪽의 온도는 2,000℃를 훌쩍 넘어갈 정도로 뜨겁습니다.

이 정도 온도에서는 철도 기체 상태로 존재할 수 있습니다.

강력한 바람을 타고 철 성분이 상대적으로 온도가 낮은 밤 쪽으로 이동하면 응결할 수 있습니다. 관측 연구에서는 이 때문에 WASP-76 b의 밤 쪽에서 철 성분이 비처럼 떨어질 가능성이 제시됐습니다.

말 그대로 철비가 내리는 세계인 것입니다.

별에게 잡아먹히고 있는 WASP-12 b

행성도 죽을 수 있습니다.

약 1,400광년 떨어진 WASP-12 b는 자신의 별을 불과 약 1.1일 만에 한 바퀴 돕니다.

문제는 별과 지나치게 가깝다는 것입니다.

별의 강력한 중력 때문에 행성이 완전한 구형을 유지하기 어렵고 길쭉하게 변형된 것으로 추정됩니다. 대기와 물질도 행성에서 빠져나가고 있습니다.

쉽게 표현하면 별이 자신의 행성을 조금씩 뜯어먹고 있는 상황입니다.

결국 아주 먼 미래에는 행성이 완전히 파괴될 가능성도 연구되고 있습니다.

지옥 같은 용암 행성, K2-141 b

이번에는 땅이 있는 암석형 행성입니다.

하지만 착륙은 꿈도 꾸지 않는 편이 좋습니다.

K2-141 b는 별과 매우 가까워 약 6.7시간 만에 별을 한 바퀴 공전합니다.

지구에서는 하루도 지나지 않았는데 이 행성에서는 1년이 여러 번 지나가는 셈입니다.

행성의 낮 쪽 온도는 수천 도에 이를 것으로 예상되며 암석이 녹아 거대한 마그마 바다가 존재할 가능성이 있습니다.

더 놀라운 것은 암석의 순환입니다.

극도로 뜨거운 곳에서는 암석 성분이 증발해 대기를 형성하고 상대적으로 차가운 지역으로 이동해 다시 응결할 수 있다는 연구가 있습니다.

지구에 물의 순환이 있다면 이곳에서는 암석의 순환이 벌어질 수 있는 것입니다.

검은색보다 더 검은 행성, TrES-2 b

우주에서 가장 어두운 외계행성 가운데 하나가 TrES-2 b입니다.

이 행성은 자신에게 들어오는 가시광선의 1% 정도밖에 반사하지 않는 것으로 관측됐습니다.

석탄보다도 검게 보일 수 있는 수준입니다.

대기에 빛을 강하게 흡수하는 나트륨과 칼륨 등의 물질이 존재하고 반사성이 높은 구름이 형성되기 어려운 높은 온도 등이 원인으로 거론됩니다.

그렇다고 완벽하게 검은 공처럼 보이는 것은 아닙니다.

행성 자체가 매우 뜨겁기 때문에 인간의 눈으로 가까이서 볼 수 있다고 가정한다면 희미하게 붉은빛을 띨 가능성이 있습니다.

두 개의 태양이 뜨는 Kepler-16b

영화 《스타워즈》의 타투인에서는 두 개의 태양이 지평선 너머로 지는 유명한 장면이 등장합니다.

그런데 현실에서도 비슷한 행성이 발견됐습니다.

Kepler-16b입니다.

이 행성은 하나의 별을 도는 것이 아니라 서로를 공전하는 두 개의 별 주변을 함께 돌고 있습니다.

이런 행성을 쌍성주위 행성이라고 합니다.

물론 Kepler-16b는 우리가 서서 일몰을 감상할 수 있는 지구 같은 행성은 아닙니다.

하지만 ‘두 개의 태양을 가진 행성’이 SF 작가의 상상 속에만 존재하는 것이 아니라는 사실을 보여준 중요한 발견입니다.

다이아몬드 행성이라 불리는 55 Cancri e

약 41광년 떨어진 55 Cancri e는 지구보다 큰 슈퍼지구입니다.

별을 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 불과 약 18시간입니다.

과거 연구에서는 이 행성 내부에 탄소가 풍부하다면 높은 압력 때문에 상당한 양의 탄소가 다이아몬드 형태로 존재할 가능성이 제기됐습니다.

그래서 ‘다이아몬드 행성’이라는 별명까지 생겼습니다.

하지만 이후 연구에서는 행성의 탄소 함량과 내부구조가 처음 예상했던 것과 다를 가능성이 제기됐기 때문에 행성 전체가 다이아몬드로 이루어졌다고 말하는 것은 과장입니다.

최근에는 제임스 웹 우주망원경을 통해 이 뜨거운 암석행성에 대기가 존재할 가능성도 연구되고 있습니다.

행성인데 별 없이 혼자 떠돌아다닌다?

더 이상한 세계도 있습니다.

일반적으로 행성은 별 주변을 공전합니다.

지구는 태양을 돌고 목성과 토성 역시 태양의 중력에 묶여 있습니다.

하지만 우주에는 특정한 별에 묶이지 않고 은하를 떠돌아다니는 떠돌이 행성(Rogue Planet)도 존재하는 것으로 알려져 있습니다.

행성계가 만들어지는 과정에서 다른 행성과 중력적으로 충돌해 밖으로 튕겨 나갔거나 별과 비슷한 방식으로 독립적으로 형성됐을 가능성이 있습니다.

태양이 없으니 지구처럼 밝은 낮도 없습니다.

별빛 하나 없는 우주를 홀로 떠돌아다니는 행성인 셈입니다.

우주에서는 지구가 오히려 특이한 행성일지도 모른다

지금까지 발견된 외계행성들을 보면 우리가 생각했던 ‘행성의 상식’이 계속 무너집니다.

철비가 내리는 세계가 있고, 암석이 증발하는 행성이 있으며, 두 개의 태양을 도는 행성도 있습니다. 심지어 별에게 파괴되고 있거나 어떤 별에도 속하지 않고 우주를 떠도는 행성도 존재합니다.

그리고 인류가 지금까지 확인한 외계행성은 우리 은하 전체에서 극히 일부에 불과합니다.

우리 은하에는 수천억 개의 별이 존재합니다.

그 주변에 얼마나 많은 행성이 있을지는 상상하기조차 어렵습니다.

어쩌면 앞으로 발견될 가장 이상한 행성은 지금 소개한 행성보다 훨씬 기괴할지도 모릅니다.

그리고 수많은 세계를 발견할수록 오히려 더 흥미로운 질문이 생깁니다.

액체 상태의 바다가 있고 적당한 온도가 유지되며 수십억 년 동안 생명체가 살아온 지구야말로 우주에서 가장 특이한 행성은 아닐까요?