지표면 온도는 2400도.
표면에서 증발한 철증기가 반대편에서 냉각돼 철 물방울로 내린다.

약 640광년 떨어져 있는 외계 행성에서, 밤에 액체 철분이 하늘에서 비처럼 내린다.
거대한 WASP-76b 가스는 낮에는 매우 뜨겁기 때문에 금속도 증발한다.
강한 바람은 이 철 증기를 밤의 서늘한 쪽으로 이동시켜 액체와 비가온다. 밤에도 이 외계 행성은 여전히 ​​1,500도 정도다.

지금까지 발견된 많은 외계 행성은 소위 뜨거운 목성에 속한다.
이 가스 거인들은 별을 너무 가까이 선회하여 최대 4300도까지 가열된다.
이 외계 행성의 화학적 성질은 특이하다. 어떤 것은 루비와 사파이어의 구름을 가지고 있고, 다른 것은 시안산 대기 또는 “눈snow” UV 보호 분자를 가지고 있다.

더운 밤과 더운 날

최근 제네바 대학의 데이비드 에렌라이히(David Ehrenreich) 주변의 천문학자들은 이 "극단 적인 별"중 하나를 발견했다. 약 640광년 떨어져 있는 뜨거운 가스 거인 WASP-76b다.
이것은 뜨거운 어머니의 별을 매우 가까이서 회전하고 있으며, 순환하는 데 1.8일 밖에 걸리지 않는다. 그래서 행성은 뜨겁다. 낮에는 2400도의 지옥이 있다. 이 열에서 대부분의 분자는 원자 성분으로 분해된다. 심지어 금속이 증발한다.

그러나 WASP-76b에는 또 다른 특별한 기능이 있다. 달처럼 항상 같은 면을 대하고 돌아간다. 결과적으로, 항상 행성의 한 쪽은 낮이며 다른 쪽에서는 밤이다. 일반적으로 두면 사이의 온도 차가 증가한다. 따라서 WASP-76b의 야간은 겨우(?) "1,500도"뜨겁다.

▲ 철과 같은 금속조차도 뜨거운 가스 거인 WASP-76b에서 증발한다. 밤에 구름에서 액체 철분 방울로 비가 내린다. © ESO / M. Kornmesser

철조차도 증발

이것이 행성 대기의 화학성분에 대해서 지금까지 알려진 바가 거의 없다.
이것이 바로 에렌라이히(Ehrenreich)와 그의 팀이 이것을 자세히 살펴보는 이유다.
그들은 칠레의 유럽 남부 천문대 (ESO)의 초대형 망원경에서 ESPRESSO 기기의 분광기를 사용했다. 그들은 행성이 별 앞에서 움직이는 동안 낮과 밤에 대기를 통해 떨어지는 빛을 포착했다. 흡수선을 근거로, 그들은 행성 껍질에서 어떤 원소와 어떤 형태로 나타나는지를 결정할 수 있었다.

결과는 "WASP-76b의 더운 날에는 대기 중에 풍부한 철 증기가 있음을 보여 주었다"고 마드리드의 천문학 센터의 공동저자 마리아 오소리오(Maria Osorio)는 보고했다.
그러나 이 철 흔적은 야간과 황혼무렵에 없다. 이 비대칭 서명은 행성의 양면에 화학적 차이가 있음을 나타냅니다.

밤마다 금속 용액이 비처럼 내린다.

동시에 이것은 밤에 철 증기가 사라지는 문제를 제기한다.
연구원들은 행성의 빛 스펙트럼의 미묘한 변화로부터 이것을 힌트를 얻었다.
약간의 파란색 이동은 WASP-76b 밤과 낮 경계에 강한 바람이 있어야 함을 나타낸다.
이들은 철 증기를 낮의 더운 곳에서 밤의 더 시원한 쪽으로 옮긴다.
“이 철분의 일부는 행성의 회전과 대기의 바람으로 야간에 들어 갔다”고 Osorio는 설명한다.

거기에서 더 차가운 온도는 철 증기가 응축되어 철이 액체가 된다.
따라서 WASP-76b는 야간에 액체 철제 방울이 생길 수 있다. 그러나 밤사이 이 금속 방울은 너무 무거워서 정지 상태를 유지한다. 결과적으로 액체 철분의 비가 밤에 이 외계 행성에 떨어지는 것이다.

(Nature, 2020; doi : 10.1038 / s41586-020-2107-1)

출처 : ESO

[더사이언스플러스=문광주]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]