(This illustration shows what exoplanet WASP-39 b could look like, based on current understanding of the planet. WASP-39 b is a hot, puffy gas-giant planet with a mass 0.28 times Jupiter (0.94 times Saturn) and a diameter 1.3 times greater than Jupiter, orbiting just 0.0486 astronomical units (4,500,000 miles) from its star. The star, WASP-39, is fractionally smaller and less massive than the Sun. Because it is so close to its star, WASP-39 b is very hot and is likely to be tidally locked, with one side facing the star at all times. Illustration Credit: NASA, ESA, CSA, and J. Olmsted (STScI))
(A series of light curves from Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) shows the change in brightness of three different wavelengths (colors) of light from the WASP-39 star system over time as the planet transited the star July 10, 2022.
Credits: Illustration: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI); Science: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team)
(A transmission spectrum of the hot gas giant exoplanet WASP-39 b captured by Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) July 10, 2022, reveals the first clear evidence for carbon dioxide in a planet outside the solar system. This is also the first detailed exoplanet transmission spectrum ever captured that covers wavelengths between 3 and 5.5 microns.
Credits: Illustration: NASA, ESA, CSA, and L. Hustak (STScI); Science: The JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team)
나사의 제임스 웹 우주 망원경의 주요 목표 중 하나는 외계 행성의 대기를 관측하는 것입니다. 그리고 그 중에서도 특히 중요한 목표는 지구형 행성의 대기를 관측해 지구처럼 생명체가 살 수 있는 환경인지를 검증하는 것입니다.
하지만 암석 행성의 대기를 관측하는 것보다 훨씬 큰 가스 행성의 대기를 관측하는 일이 더 쉽기 때문에 초기에는 이 부분에서 성과가 나올 것으로 기대하고 있습니다. 그리고 실제로 잘 알려진 가스 행성에서 첫 관측 결과가 나왔습니다.
지구에서 700광년 떨어져 있는 태양과 비슷한 별 주위를 공전하는 WASP-39 b는 목성 지름의 1.3배에 달하는 뜨거운 목성형 외계 행성입니다. 공전 궤도 반지름이 수성의 1/8에 불과해 표면 온도는 섭씨 900도 정도인데 사실 질량은 토성 수준 (목성의 1/4 정도)입니다. 다시 말해 뜨거운 온도 때문에 매우 커진 풍선 같은 행성입니다.
이런 특징과 함께 지구에서 봤을 때 WASP-39 b가 모항성 앞을 규칙적으로 지나면서 별의 빛이 투과할 수 있다는 점이 과학자들의 관심을 끌었습니다. 스펙트럼을 분석해 별빛과 비교하면 대기의 구성 물질을 파악할 수 있기 때문입니다.
제임스 웹 우주 망원경의 근자외선 분광기 Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec)는 3-5.5 미크론 파장을 관측했하면서 이산화탄소의 결정적인 증거를 찾아냈습니다. 4.1-4.6 미크론 파장에서 이산화탄소가 검출된 것입니다. 이는 최초로 외계 행성에서 발견된 이산화탄소입니다.
이산화탄소는 지구에서는 온실 가스로 중요하지만, 사실 대기의 구조와 구성 물질을 알아내는데 많은 정보를 줄 수 있는 물질입니다. 그 존재는 물론이고 양을 측정할 수 있게 되면 태양계에는 존재하지 않는 뜨거운 목성형 행성에 대해서 많은 것을 알아낼 수 있습니다. 그리고 언젠가는 지구와 유사한 외계 행성에서 생명체가 살 수 있는 대기를 지닌 행성인지를 검증하는 날이 올 것으로 기대합니다.
참고
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-webb-detects-carbon-dioxide-in-exoplanet-atmosphere
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