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우주 이야기 1409 - 게자리 55 e의 대기를 포착한 제임스 웹 우주 망원경

 


(This artist's concept shows what the exoplanet 55 Cancri e could look like. Also called Janssen, 55 Cancri e is a so-called super-Earth, a rocky planet significantly larger than Earth but smaller than Neptune, which orbits its star at a distance of only 1.4 million miles (0.015 astronomical units), completing one full orbit in less than 18 hours. Observations from JWST's NIRCam and MIRI suggest that the planet may be surrounded by an atmosphere rich in carbon dioxide (CO2) or carbon monoxide (CO). Because it is so close to its star, the planet is extremely hot and is thought to be covered in molten rock. Researchers think that the gases that make up the atmosphere could have bubbled out of the magma. Credit: University of Bern, Switzerland)

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(A thermal emission spectrum captured by JWST’s NIRCam (Near-Infrared Camera) in November 2022, and MIRI (MidInfrared Instrument) in March 2023, shows the brightness (y-axis) of different wavelengths of infrared light (x-axis) emitted by the super-Earth exoplanet 55 Cancri e. The spectrum shows that the planet may be surrounded by an atmosphere rich in carbon dioxide or carbon monoxide and other volatiles, not just vaporized rock. The graph compares data collected by NIRCam (orange dots) and MIRI (purple dots) to two different models. Model A, in red, shows what the emission spectrum of 55 Cancri e should look like if it has an atmosphere made of vaporized rock. Model B, in blue, shows what the emission spectrum should look like if the planet has a volatile-rich atmosphere outgassed from a magma ocean that has a similar volatile content as Earth’s mantle. Both MIRI and NIRCam data are consistent with the volatile-rich model. Credit: Illustration: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI) Science: Renyu Hu (JPL), Aaron Bello-Arufe (JPL), Diana Dragomir (University of New Mexico))

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지구에서 41광년 밖에 떨어지지 않은 슈퍼지구형 외계 행성인 게자리 55 e (55 Cancri e)는 가까운 거리와 독특한 특징 때문에 집중적인 관측 대상이 되고 있습니다.

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이 행성은 얀센 (Jassen)이라는 별명을 지니고 있으며 모항성 게자리 55는 코페르니쿠스라는 별명을 갖고 있습니다. 얀센은 지구 지름의 두 배 정도되는 슈퍼지구형 행성으로 공존 주기가 18시간에 불과합니다. 그리고 코페르니쿠스에서 너무 가깝기 때문에 표면 온도는 섭씨 2200도에 달합니다.

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이전 포스트 : https://blog.naver.com/jjy0501/222953456962

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앞서 소개한 것처럼 과학자들은 얀센의 독특한 공전 궤도를 확인했습니다. 베른 대학의 브라이스-올리버 데모리 (Brice-Olivier Demory from the Center for Space and Habitability CSH of the University of Bern)가 이끄는 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경을 통해 얀센의 대기를 관측했습니다.

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외계 행성의 대기는 관측이 매우 어려운 목표이지만, 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 NIRCam (Near-Infrared Camera)과 MIRI (MidInfrared Instrument), 그리고 베른 대학의 개발한 유럽 유주국의 CHEOPS 관측 위성 데이터를 통해 얀센에서 이산화탄소와 일산화탄소의 존재를 확인했습니다.

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사실 얀센은 암석형 행성으로 분류되긴 하지만, 실제로 표면은 암석이 아니라 암석이 녹은 마그마라고 할 수 있습니다. 코페르니쿠스의 강한 항성풍과 열 때문에 본래 대기는 이미 사라진지 오래이지만, 화산 용암 같은 마그마에서 나온 이산화탄소와 일산화탄소가 방출되어 현재의 대기를 만든 것으로 생각됩니다. 이 정도 크기의 행성에서 대기의 구성 성분을 확인한 것은 처음 있는 일입니다.

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당연한 이야기이지만, 이 행성에선 어떤 생명체도 살아갈 수 없습니다. 하지만 이 행성의 구성 성분에 대한 정보를 통해 우주에 있는 다른 행성들도 지구와 구성 성분이 크게 다르지 않다는 사실은 알아낼 수 있습니다. 앞으로 제임스 웹 우주 망원경이 더 많은 행성에서 대기를 확인하고 구성 성분을 알아낼 것으로 기대합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-05-rocky-planet-earth-size-thick.html

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