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2015년 12월 15일 화요일

우주 이야기 410 - 외계 행성의 대기를 확인하다



(This image shows an artist's impression of the ten hot Jupiter exoplanets studied by astronomer David Sing and his colleagues using the Hubble and Spitzer space telescopes. From top left to lower left, these planets are WASP-12b, WASP-6b, WASP-31b, WASP-39b, HD 189733b, HAT-P-12b, WASP-17b, WASP-19b, HAT-P-1b and HD 209458b.
Credits: NASA, ESA, and D. Sing (University of Exeter))


 외계 행성의 대기는 매우 관측하기 어려운 대상입니다. 현실적으로 저 멀리 떨어진 외계 행성을 관측하는 일도 매우 어려운 일이기 때문입니다. 하지만 현대 과학의 경이라고 할만한 관측 기술로 과학자들은 몇몇 외계 행성의 대기 스펙트럼 데이터를 확보해 대략적인 기상 현상을 분석할 수 있었습니다. 


 그런데 이번에는 엑서터 대학의 데이비드 싱(David Sing of the University of Exeter)이 이끄는 국제 천문학자팀이 나사의 허블 우주 망원경과 스피처 우주 망원경를 이용해서 무려 10개에 달하는 외계 행성의 대기를 분석해 이를 저널 네이처에 발표했습니다. 


 이들이 목표로 삼은 것은 뜨거운 목성(Hot Jupiter)라고 불리는 거대 가스 행성들입니다. 이 행성들은 모성에서 너무 가까이 있어 목성보다 훨씬 뜨겁고 큰 특징을 가지고 있습니다. 


 이번 연구에서는 이 행성들의 가시 및 적외선 영역에서 스펙트럼 분석이 이뤄졌으며 이를 통해서 행성의 표면 대기의 형태를 추정할 수 있었습니다. 그 결과 과학자들은 이 외계 행성들의 대기가 생각보다 매우 다양하다는 사실을 발견했습니다. 이중에는 흐리거나 구름이 많이 낀 행성들이 존재했습니다. 


 사실 과학자들이 밝히고자 했던 것은 바로 물의 존재였습니다. 이전 관측에서는 뜨거운 목성에 의외로 물이 부족하다는 사실이 알려졌습니다. 그래서 어쩌면 이 행성들이 가지고 있는 물을 빼앗겼을지도 모른다는 가설이 제기되었으나 사실 이를 설명하기가 어려웠습니다. 


 이번 연구에서는 이 행성들이 생각보다 물이 부족한 건 아니라는 사실이 밝혀졌습니다. 연구팀은 구름층 아래 존재하는 물의 존재를 증명해 건조한 뜨거운 목성 가설을 반박했습니다. (rule out dry hot Jupiters)


 아무튼 이렇게 외계 행성의 대기를 분석할 수 있다는 것은 현대 과학의 경이에 가까운 일입니다. 하지만 동시에 아직 연구 수준은 초기 걸음마 단계이기도 합니다. 앞으로 새로운 강력한 망원경이 하나씩 완성되면 우리는 외계 행성의 존재는 물론 대기의 구성과 특징 같은 더 상세한 사실을 많이 밝혀내게 될 것입니다. 


참고 


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