WASP-121b는 2015년에 발표된 초거대 행성(Hot Jupiter)으로, 영국의 WASP(Wide Angle Search for Planets) 프로젝트에 의해 발견되었다. 이 행성은 지구와 비슷한 크기의 항성인 WASP-121(시스템의 주성) 주위를 공전한다.
기본 정보
- 발견 연도: 2015년
- 발견자: WASP 팀 및 다수의 국제 협력 연구진
- 주성: WASP-121 (F6V형 별, 약 1.35 M☉, 1.46 R☉)
- 공전 주기: 약 1.27 일 (29.5 시간)
- 반지름: 약 1.81 Rⱼ (목성 반지름 단위)
- 질량: 약 1.18 Mⱼ (목성 질량 단위)
- 평균 밀도: 약 0.34 g·cm⁻³ (극히 낮은 편)
- 평균 온도: 약 2,500 K 이상 (일부 지역은 3,000 K에 달함)
주요 특성
-
극단적인 온도
WASP-121b는 별에 매우 근접한 궤도를 가지고 있어, 대기 상층부의 온도가 2,500 K 이상으로 측정되었다. 이는 대부분의 알려진 외계 행성보다 훨씬 높은 온도이며, ‘초고온 핫·주피터’에 해당한다. -
대기 구성 연구
여러 파장대(가시광선, 근적외선, 자외선)에서의 전이 스펙트럼 분석 결과, 수증기(H₂O), 티타늄 산화물(TiO), 바나듐 옥사이드(VO)와 같은 금속산화물 및 고온에서 존재하는 원자 종이 검출되었다. 이러한 물질은 고온 대기에서 복사 냉각을 촉진한다는 이론을 뒷받침한다. -
조석 파괴 가능성
공전 거리와 별에 대한 질량 비율을 고려할 때, WASP-121b는 조석 분해점(Roche limit) 근처에 위치한다. 이로 인해 행성의 대기 물질이 별 방향으로 지속적으로 탈출하고 있으며, ‘조석 탈출 현상’이 관측된 사례 중 하나이다. -
극단적인 광학/적외선 반사율
전이광도곡선 분석에 따르면, 대기의 알베도(반사율)가 매우 낮으며, 이는 대기가 대부분 흡수성 물질(예: TiO, VO)로 구성됨을 시사한다. -
스펙트럼 기반 풍속 측정
고해상도 분광 관측을 통해 대기 중 풍속이 초음속(약 5 km·s⁻¹) 수준으로 흐르고 있음을 확인하였다. 이는 강력한 기상 현상과 대류를 의미한다.
연구 의의
- 대기 물리학: 초고온 대기의 화학 반응 및 복사 전달 메커니즘을 이해하는 데 중요한 실험 대상이다.
- 조석 역학: 조석 파괴 과정과 관련된 물질 손실 메커니즘을 실증적으로 연구할 수 있는 사례를 제공한다.
- 외계 행성 탐사 기술: 전이 스펙트럼 분석, 고해상도 분광법 등 최신 관측 기법의 적용 가능성을 검증하는 데 활용된다.
참고 문헌 및 데이터베이스
- A. Delrez et al., “WASP-121b: A Hot Jupiter on the Verge of Tidal Disruption”, Astronomy & Astrophysics, 2016.
- NASA Exoplanet Archive (exoplanetarchive.ipac.caltech.edu) – WASP-121b 항목
- T. B. Wilson et al., “Detection of TiO and VO in the Atmosphere of WASP-121b”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019.
