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[IT뉴스][사이테크+] "목성급 자기장 가진 외계행성 증거 발견…자기장 세기 첫 추정"

온카뱅크관리자

2026-06-03 05:07:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 국제연구팀, 초고온 목성형 외계행성 7개 분석…"외계행성 자기장 연구 새 장" 
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 (서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 태양계 밖 초고온 가스형 외계행성들의 대기에서 부는 초고속 바람을 분석한 연구에서 이들 행성에 목성과 비슷한 강도의 자기장이 존재할 가능성을 보여주는 지금까지 가장 강력한 증거가 확인됐다.
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 <img alt="중심별을 도는 외계행성의 자기활동 상상도 초고온 목성형 행성인 이 외계행성은 중심별(왼쪽)에 매우 가깝고 한쪽 면이 항상 중심별을 향하고 있어 몹시 뜨겁고 반대쪽은 극도로 차갑다. 이 행성에서는 극심한 온도 차이로 주간 면에서 야간 면으로 빠른 속도의 바람이 부는데, 자기장(파란 선)이 브레이크처럼 작용해 바람 속도를 늦출 수 있다. [ESO/M. Kornmesser, L. Calçada 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/03/yonhap/20260603050210152gzkf.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="bCygzu9UYT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/03/yonhap/20260603050210152gzkf.jpg" width="658">
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 중심별을 도는 외계행성의 자기활동 상상도 초고온 목성형 행성인 이 외계행성은 중심별(왼쪽)에 매우 가깝고 한쪽 면이 항상 중심별을 향하고 있어 몹시 뜨겁고 반대쪽은 극도로 차갑다. 이 행성에서는 극심한 온도 차이로 주간 면에서 야간 면으로 빠른 속도의 바람이 부는데, 자기장(파란 선)이 브레이크처럼 작용해 바람 속도를 늦출 수 있다. [ESO/M. Kornmesser, L. Calçada 제공. 재판매 및 DB 금지]
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 프랑스 코트다쥐르 천문대 라그랑주 연구소 줄리아 자이델 박사가 이끄는 국제 연구팀은 과학 저널 네이처 천문학(Nature Astronomy)에서 초고온 목성형 외계행성 7개를 관측, 대기의 풍속이 온도 증가에 따라 감소하는 현상을 발견하고 이를 통해 자기장의 존재와 세기를 처음으로 추정했다고 밝혔다.
 자이델 박사는 "이 연구는 처음으로 다른 세계의 자기 환경을 태양계 행성들과 비교할 수 있게 해줬다"며 "이는 앞으로 외계행성의 진화와 대기 보존, 나아가 생명체 존재 가능성을 이해하는 데 중요한 단서를 제공할 것"이라고 말했다.
 지구 자기장은 태양과 우주에서 날아오는 고에너지 입자와 우주 방사선으로부터 대기를 보호, 생명체가 살 수 있는 환경을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 
 연구팀은 자기장이 목성과 토성 같은 태양계 내 다른 행성들에도 존재하지만 지금까지는 태양계 밖 외계행성의 자기장 세기를 직접 측정하는 데 성공한 사례는 없었다고 지적했다.
 이들은 이 연구에서 칠레 아타카마 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT) 첨단 고해상도 분광장치 에스프레소(ESPRESSO)와 미국 하와이 제미니 북반구 망원경(GNT) MAROON-X 분광기로 초고온 목성형 외계행성 7개의 대기 풍속을 측정했다.
 이 외계행성들(WASP-76b, KELT-20b, WASP-121b, WASP-178b, TOI-1518b, HAT-P-70b, WASP-189b)은 지구에서 약 320~1천360광년 떨어져 있고, 모두 중심별에 매우 가까이 붙어 공전하는 초고온 목성 계열 행성들이다.
 이 행성은 공전궤도가 중심별에 매우 가까운 데다 항상 같은 면이 별을 향하고 있어 주간 면은 수천 도의 고온인 반면 야간 면은 극단적으로 차가운 환경이 돼 강력한 대기 순환이 형성된다. 
 연구팀이 행성 대기에 있는 중성 철(Fe) 원자의 흡수선을 고분해능 분광기로 분석, 대기 바람 속도를 측정한 결과 시속 7천200~2만5천㎞에 달하는 것으로 나타났다. 이는 목성에서 관측되는 최고 풍속인 시속 약 1천500㎞보다 훨씬 빠른 것이다. 
 연구팀은 풍속 분석 과정에서 행성이 온도가 높을수록 풍속이 뚜렷하게 감소하는 전혀 예상하지 못한 현상을 발견했다.
 공동 연구자인 비비앙 파르망티에 교수는 "일반적으로 더 뜨거운 행성은 바람을 가속할 수 있는 에너지가 더 많기 때문에 풍속이 감소하는 것은 직관에 반하는 결과"라며 "풍속을 늦추는 추가적인 물리 과정이 존재해야만 한다"고 말했다.
 연구팀은 풍속을 늦출 수 있는 여러 가능성을 검토한 끝에 이 현상을 설명하는 가장 적절한 원인은 바로 자기장이라는 결론을 얻었다고 밝혔다.
 초고온 목성형 외계행성의 대기에서는 높은 온도 때문에 원자들이 전자를 잃어 이온화되며 이렇게 전하를 띤 입자들은 자기장의 영향을 받는데, 자기장은 이들의 움직임을 억제해 대기 흐름에 일종의 제동 장치처럼 작용할 수 있다는 것이다.
 연구팀은 관측된 풍속과 자기항력(magnetic drag) 모델을 결합해 자기장 세기를 추정한 결과, 이들 외계행성의 자기장은 수 가우스(G) 수준으로 추정된다며 이는 토성 자기장의 약 4배, 목성 적도 자기장의 약 절반 정도에 해당한다고 설명했다.
 연구팀은 이 연구 결과는 자기장이 초고온 목성형 외계행성의 대기 순환에 실제로 영향을 미친다는 해석을 뒷받침한다며 강한 자기장이 존재할 경우 태양풍 또는 항성풍 입자가 자기장에 의해 유도돼 대기 기체와 충돌하며 빛나는 거대한 오로라 현상이 발생할 가능성도 있다고 말했다.
 ◆ 출처 : Nature Astronomy, Julia V. Seidel et al., 'Magnetic field strengths of hot giant exoplanets consistent with Solar System values', http://dx.doi.org/10.1038/s41550-026-02870-1
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