(Illustration of a planet and its star on a black background. The planet is large, in the foreground at the center, and the star is smaller, in the background and also at the center. The planet is rocky. The top quarter of the planet (the side facing the star) is lit, while the rest is in shadow. The star is bright yellowish-white, with no clear features. Credit: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI))
(The graphic shows the change in relative brightness of the star-planet system spanning three hours. The spectrum shows that the brightness of the system remains steady until the planet begins to transit the star. It then decreases, representing when the planet is directly in front of the star. The brightness increases again when the planet is no longer blocking the star, at which point it levels out. Credit: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI), K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona))
(The graphic shows the transmission spectrum of the rocky exoplanet LHS 475 b. The data points are plotted as white circles with gray error bars on a graph of the amount of light blocked in percent on the vertical axis versus wavelength of light in microns on the horizontal axis. A straight green line represents a best-fit model. A curvy red line represents a methane model, and a slightly less curvy purple line represents a carbon dioxide model. Credit: NASA, ESA, CSA, L. Hustak (STScI), K. Stevenson, J. Lustig-Yaeger, E. May (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory), G. Fu (Johns Hopkins University), and S. Moran (University of Arizona))
제임스 웹 우주 망원경과 TESS가 지구와 거의 비슷한 크기의 외계 행성을 포착했다는 소식이 올해 1월 개최된 미국 천문학회 American Astronomical Society (AAS) 241차 학회를 통해 발표됐습니다.
제임스 웹 우주 망원경이 관측한 첫 번째 지구형 외계 행성은 LHS 475 b로 지구 지름의 99% 크기로 밝혀졌습니다. 사실 이 지구형 행성은 TESS에 의해 그 존재가 의심되었던 것으로 존스 홉킨스 대학의 응용물리 연구소의 두 과학자인 케빈 스티븐슨과 제이콥 루스티그-예거 (Kevin Stevenson and Jacob Lustig-Yaeger, Hopkins University Applied Physics Laboratory)가 제임스 웹 우주 망원경을 통해 그 존재를 증명했습니다.
지구에서 41광년이라는 매우 가까운 거리와 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능 덕분에 과학자들은 매우 정확하게 LHS 475 b의 크기를 측정했을 뿐 아니라 스펙트럼에 대한 분석도 할 수 있었습니다. 이 외계 행성은 지구와 거의 같은 크기를 지녔으나 공전 주기는 이틀에 불과합니다. 따라서 태양 온도의 절반 정도 되는 어두운 적색왜성 주변을 공전하고 있으나 표면 온도는 지구보다 적어도 수백도 이상 높습니다.
당연히 생명체 존재 가능성은 없어 보이지만, 어쩌면 대기는 존재할 가능성도 배제는 할 수 없습니다. 관측 결과는 금성처럼 이산화탄소로 된 대기 존재 가능성을 배제하지는 않고 있습니다. 다만 이 부분은 추가 관측 및 분석이 필요합니다.
(Newly discovered Earth-size planet TOI 700 e orbits within the habitable zone of its star in this illustration. Its Earth-size sibling, TOI 700 d, can be seen in the distance. Credit: NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt)
한편 이번 AAS 에는 TESS 데이터를 이용해 추가로 발견된 외계 행성인 TOI 700 e 에 대한 내용도 발표됐습니다. TOI는 지구에서 대략 100 광년 정도 떨어진 작은 적색왜성으로 2020년 여러 개의 외계 행성이 발견되었던 행성계입니다.
나사 JPL의 에밀리 길버트 (Emily Gilbert, a postdoctoral fellow at NASA's Jet Propulsion Laboratory)는 TIO 700의 TESS 데이터를 면밀히 분석해 최초 보고된 가장 안쪽의 외계 행성인 TOI 700b 와 그 다음에 있는 700 c, 700 d 외에도 4번째 외계 행성이 700 c와 d 사이 존재한다는 사실을 확인했습니다.
(Watch to learn about TOI 700 e, a newly discovered Earth-size planet with an Earth-size sibling. Credit: NASA/JPL-Caltech/Robert Hurt/NASA’s Goddard Space Flight Center)
TOI 700 e의 크기는 지구의 95%로 적당한 조건만 갖춰지면 지구처럼 액체 상태의 물과 대기가 존재할 수 있습니다. 다만 모성에서 거리는 가까워서 공전 주기는 28일 정도이며 아마도 지구 - 달처럼 조석 고정되어 낮인 지역은 항상 낮이고 밤인 지역은 항상 밤인 행성일 수 있습니다.
흥미롭게도 가장 안쪽의 700 b 역시 지구 질량과 거의 비슷하고 700d 역시 지구보다 약간 큰 정도라서 여러 개의 지구형 암석 행성을 거느린 행성계가 태양계 말도고 상당수 있을 수 있음을 시사하고 있습니다. 그리고 TOI 700d의 경우 액체 상태의 물과 대기를 지닐 가능성이 더 높아 앞으로 중요한 관측 목표가 될 것으로 보입니다.
참고
https://phys.org/news/2023-01-james-webb-space-telescope-exoplanet.html
https://phys.org/news/2023-01-nasa-tess-planetary-earth-size-world.html
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