(Illustration showing what exoplanet 55 Cancri e could look like, based on current understanding of the planet. 55 Cancri e is a rocky planet with a diameter almost twice that of Earth orbiting just 0.015 astronomical units from its Sun-like star. Because of its tight orbit, the planet is extremely hot, with dayside temperatures reaching 4,400 degrees Fahrenheit (about 2,400 degrees Celsius). Artwork Credit: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI))
(Illustration comparing rocky exoplanets LHS 3844 b and 55 Cancri e to Earth and Neptune. Both 55 Cancri e and LHS 3844 b are between Earth and Neptune in terms of size and mass, but they are more similar to Earth in terms of composition. The planets are arranged from left to right in order of increasing radius.
Credits: ILLUSTRATION: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI))
나사의 제임스 웹 우주 망원경이 성공적으로 펼쳐지고 초점을 맞추는 과정까지 마무리하자 천문학자들은 가장 중요한 관측 목표들을 하나씩 정하고 있습니다. 앞서 소개한 것처럼 태양계 내 주요 천체에 대한 목표는 이미 설정한 상태이고 여기에 더해 외계 행성 관측 목표도 하나씩 산정되고 있습니다.
과학자들은 1년차 관측 목표로 두 개의 뜨거운 슈퍼 지구를 선정했습니다. 게자리 55e (55 Cancri e)와 LHS 3844 b가 그 주인공으로 전자는 뜨거운 용암 표면을 지니고 있고 후자는 대기가 없는 뜨거운 슈퍼 지구형 행성입니다.
슈퍼 지구인 게자리 55e는 지구에서 41광년 떨어져 있는 게자리 55A 별 주변을 공전하는 슈퍼지구로 공전 궤도는 수성의 1/25에 불과한 240만km이며 공전 주기도 18시간에 불과합니다. 표면은 너무 뜨거워 섭씨 2400도에 달하는 것으로 추정됩니다. 표면 암석이 녹아 용암 상태로 되어 있을 것으로 보는 이유입니다.
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다만 이 행성은 아마도 산소와 질소가 주성분인 두꺼운 대기를 지니고 있을 가능성이 있습니다. 여기에 공전 주기도 달에서 볼 수 있는 것처럼 1:1로 동기화 되서 영원히 밤과 낮인 부분이 있는 대신 3:2 궤도 공명을 하고 있을 수도 있습니다. 이 경우 밤과 낮이 변하면서 용암의 비가 내리는 등 여러가지 기상현상이 일어날 수 있습니다.
참고로 질량은 지구의 8배 정도인데, 과연 이 위치와 온도에서 대기를 붙잡을 수 있을지도 궁금한 부분입니다.
또 다른 슈퍼 지구인 LHS 3844 b는 공전 주기가 더 짧아서 11시간에 불과합니다. 스피처 우주 망원경 관측 결과는 대기가 없을 가능성을 시사하고 있습니다. 다만 두 외계 행성 모두 현존하는 망원경으로는 정확한 표면 및 대기 관측이 어렵습니다. 제임스 웹 우주 망원경이 나서야 하는 이유입니다.
올해 첫 관측 목표들은 사싱 치열한 경쟁 끝에 선발된 것으로 과학자들이 오랜 세월 궁금증을 품어왔던 천체입니다. 제임스 웹 우주 망원경이 어떤 해답을 보여줄지 궁금합니다.
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