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2017년 5월 12일 금요일

우주 이야기 652 - 외계 행성의 대기를 관측할 제임스 웹 우주 망원경



(The James Webb Space Telescope will launch in late 2018, and will be poised to answer fundamental questions about the start of the universe, the birth of stars and galaxies, and the origin of life. Credit: NASA/Desiree Stove)


(A planet's atmosphere absorbs specific wavelengths of the star's light that reveal the atmosphere's chemical composition. Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI))


 2018년 발사를 예정하고 있는 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)은 허블 우주 망원경과 비슷하게 천문학 발전에 획기적인 기여를 할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 이 기대는 외계 행성 탐사 역시 예외가 아닙니다. 


 제임스 웹 우주 망원경에는 외계 행성의 대기를 관측할 수 있는 두 개의 장치가 탑재되어 있습니다. Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS)와 Near Infrared Spectrograph (NIRSpec)의 G395 모드가 그것으로 모두 근적외선 영역에서 관측을 하는 장비입니다. 


 NIRISS는 이전 허블 우주 망원경과 비슷한 적외선 파장을 관측하는 카메라와 분광기로 물의 존재를 찾아날 수 있으며 NIRSpec은 이산화탄소 및 메탄을 검출할 수 있는 분광기입니다. 이는 지구형 행성이 정말 생명체가 살 수 있는 환경인지 파악하는 데 필수적인 요소입니다. 


 현재의 지구 대기는 질소와 산소가 대부분이지만, 초기 지구의 대기는 지금과는 전혀 달랐습니다. 당시에는 이산화탄소와 메탄 같은 온실 가스가 대부분이어서 초기 태양이 지금보다 20-30%는 더 어두웠음에도 불구하고 액체 상태의 물이 존재할만큼 지구가 따뜻했습니다. 강력한 온실효과 덕분으로 해석되고 있습니다. 만약 초기 지구를 외계인이 관측했다면 대기에 다량의 이산화탄소와 메탄, 그리고 일부 수증기가 있다고 파악했을 것입니다. 


 역시 우리 역시 외계 행성을 관측할 때 물의 존재와 대기의 화학적 조성을 통해서 이 행성이 어떤 상태인지 파악할 수 있을 것입니다. 동시에 지구와 비슷한 행성이 초기에 어떤 대기를 가지고 있는지에 대한 결정적인 단서가 얻어질 수 있습니다. 물론 궁극적인 목표는 지구 2.0 이라고 부를 수 있는 지구와 똑같은 행성을 찾아 외계 생명체의 존재 여부를 밝혀내는 것입니다. 


 이 모든 관측을 위해서는 우선 제임스 웹 우주 망원경이 안전하게 발사되어 제 기능을 해야 합니다. 역사상 가장 비싼 망원경이 될 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 발사되기를 기대합니다. 



 참고 


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