(A ‘hot Jupiter’ called HD 149026b, is about 3 times hotter than the rocky surface of Venus, the hottest planet in our solar system. Credit: NASA/JPL-Caltech)
제임스 웹 우주 망원경이 태양계에서 볼 수 없는 무거운 원소를 다량 포함한 거대 가스 행성을 포착했습니다. 우리 태양계에서는 큰 행성일수록 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소의 비중이 높습니다. 아무래도 커지는 과정에서 대량으로 가스를 흡수했을 가능성이 크기 때문에 당연히 수소나 헬륨 비중이 클 수밖에 없습니다.
하지만 시카고 대학의 야콥 빈 교수 (Jacob Bean, professor of astronomy and astrophysics at the University of Chicago)가 이끄는 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경을 이용해 HD149026b라는 토성 크기의 뜨거운 목성형 외계 행성이 일반적으로 예상한 것보다 월등히 많은 금속 (천문학에서 수소와 헬륨을 제외한 다른 원소) 성분을 지니고 있음을 확인했습니다.
연구팀에 따르면 이 외계행성은 토성보다 27배나 많은 무거운 원소를 지니고 있습니다. 그 이유는 정확히 모르지만, 아마도 생성된 가스 성운 자체에 무거운 원소가 매우 많았던 것일지도 모릅니다. 따라서 아직 관측하지 못했을 뿐이지 이 행성계에는 암석 행성도 다수 존재할 수 있습니다.
HD149026b의 또 다른 특징은 탄소와 산소의 구성 비율도 다르다는 것입니다. 천문학자들은 탄소 대 산소 비율을 스머트리오스 (Smertrios)라고 부르는 데 HD149026b는 탄소가 수소보다 약간 작은 0.84입니다. 태양계는 탄소 한 개당 거의 산소 두 개인 0.55입니다.
산소와 탄소가 많다면 생명체가 탄생하기에 이상적인 조건 같지만, 이렇게 탄소가 많다면 산소와 많이 결합해 상대적으로 물의 비중은 낮을 수 있습니다. 따라서 무조건 생명체에 유리한 환경이라고 말할 순 없습니다. 앞으로 추가 관측이 필요한 부분이기더 합니다.
제임스 웹 우주 망원경은 다른 망원경을 뛰어넘는 관측 성능으로 과거 이론적으로만 추정했던 특징을 실제 관측 결과를 통해 검증하고 새로운 사실들을 찾아내고 있습니다. 앞으로의 관측 결과가 기대됩니다.
참고
https://phys.org/news/2023-03-james-webb-space-telescope-giant.html
Jacob L. Bean et al, High atmospheric metal enrichment for a Saturn-mass planet, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05984-y
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