JWST가 밝힌 '핑크 행성' GJ 504b의 소름 돋는 비밀: 구름이 소금으로 만들어졌다

이 항성계의 나이는 약 1억 6000만~2억 5000만 년으로 추정돼 GJ 504b는 비교적 젊은 천체다 .

하늘에 깔린 소금의 surprise

JWST 데이터의 가장 큰 놀라움은 GJ 504b 대기에서 소금 구름이 발견된 점이었다. 더 뜨거운 외계행성에서 보이는 규산염 구름 대신, 이곳의 구름은 황화물과 금속 염류, 즉 염화칼륨(KCl)과 황화아연(ZnS)으로 구성돼 있었다 .

이렇게 이국적인 구름 종류가 직접 이미징된 행성 질량의 천체에서 확인된 것은 이번이 처음이다. 이 염류는 이 세계의 차가운 온도(약 550K)에서 헤이즈 층을 형성하며, 이는 이론 모델들이 예측한 바와 일치한다. 즉, 목성과 유사한 대기를 가진 이 온도 범위의 천체에서는 규산염 먼지가 아닌 알칼리 염류의 응결 구름이 형성되어야 한다는 이론이 처음으로 직접 증거를 얻은 것이다 .

이 발견은 2026년 6월 노스웨스턴 대학이 이끄는 천문학자 팀에 의해 발표됐으며, 차가운 천체 대기에서 소금 구름이 존재한다는 최초의 직접 증거 중 하나를 제공한다 .

행성-갈색왜성 경계에 있는 더 무거운 세계

JWST 데이터는 GJ 504b의 질량을 크게 상향 조정했다. 초기에는 목성 질량의 약 4배로 추정됐지만, 이제는 목성 질량의 약 20~28배, 최적 추정치는 약 25 M_J로 생각된다 .

이는 중수소 핵융합 경계 부근에 위치하는 값으로, 행성과 갈색왜성('실패한 별') 사이의 경계선을 흐리게 만든다. 그 결과, 천문학자들은 이 천체를 '행성'보다는 '행성 질량의 동반성(planetary-mass companion)'이라고 부르는 경우가 많다 . 이 높은 질량은 GJ 504b를 행성/갈색왜성 경계가 어디에 있으며, 그 경계 근처의 천체들이 어떻게 형성되고 냉각되는지 이해하기 위한 중요한 시험 대상으로 만든다 .

차가운 외계행성 연구의 새로운 기준점

JWST 이전까지 우리가 직접 이미징한 외계행성에 대한 이해는 대부분 온도가 800~1800K인 뜨거운 젊은 목성형 행성에 국한돼 있었다. 대기 온도가 약 550K인 GJ 504b는 현재까지 스펙트럼이 포착된 직접 이미징 외계행성 중 가장 차가워, 뜨거운 목성형 행성들과 우리 태양계의 차가운 목성(약 130K) 사이를 연결하는 독특한 다리 역할을 한다 .

소금 구름과 암모니아를 포함한 복잡한 화학 성분의 발견은 GJ 504b를 희미한 분홍색 점에서 잘 특성화된 기준 천체로 탈바꿈시켰다. 이 관측 결과는 과학자들이 구름 물리학, 질소 화학, 그리고 낮은 온도에서의 가스 행성 대기 진화 모델을 검증할 수 있게 해준다. 이로써 GJ 504b는 차갑고 직접 이미징된 행성을 이해하기 위한 새로운 닻 역할을 하게 됐다 .