우주 이야기 1379 - 외계 행성에서 수증기를 찾아낸 허블 우주 망원경

(Credit: NASA, ESA, Leah Hustak and Ralf Crawford (STScI))

제임스 웹 우주 망원경의 등장으로 가장 강력한 우주 망원경의 자리에서는 물러났지만, 허블 우주 망원경은 여전히 천문학의 최전선에서 활약하고 있습니다. 여전히 작동이 가능하고 강력한 성능을 지니고 있으며 제임스 웹 우주 망원경보다 짧은 파장 영역 관측이 가능하기 때문입니다.

최근 허블 우주 망원경은 2017년 케플러 우주 망원경에 포착한 외계행성 GJ 9827d를 관측했습니다. GJ 9827d는 지구 지름의 두 배 정도되는 외계행성으로 97광년 떨어져 있는 GJ 9827 주변을 6.2일마다 공전하는 외계 행성입니다.

표면 온도는 섭씨 425도로 생명체가 살 수 있는 환경은 아니지만, 대기를 관측하는 모델로는 적당하기 때문에 허블 우주 망원경에 의한 대기 관측이 이뤄졌습니다.

몬트리올 대학의 피에르-알렉시스 로이 (Pierre-Alexis Roy of the Université de Montréal)가 이끄는 연구팀은 허블 관측 결과를 분석해서 이 행성의 대기에 물이 있다는 사실을 확인했습니다. 지금까지 물의 존재가 확인된 외계 행성 가운데 가장 작은 크기입니다.

연구팀은 이 행성의 대기에 물이 존재할 수 있는 이유에 대해 두 가지 가설을 세웠습니다. 첫 번째는 미니 해왕성인 경우로 수소가 풍부한 대기에 물 분자가 존재해는 경우입니다. 두 번째는 목성의 위성 유로파의 따뜻한 버전으로 수소 같은 가벼운 원소는 날아가고 바디와 뜨거운 수증기의 대기가 있는 경우입니다. 물론 후자라도 생명체가 살기에는 적합하지 않습니다.

어느 쪽이든 이번 연구는 물이 우주나 외계 행성에 그다지 드물지 않은 원소라는 사실을 보여주고 있습니다. 언젠가 GJ 9827d보다 더 작고 지구와 유사한 조건을 지닌 외계 행성에서 물의 존재를 찾아내는 날이 올 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2024-01-hubble-vapor-small-exoplanet-atmosphere.html

Pierre-Alexis Roy et al, Water Absorption in the Transmission Spectrum of the Water World Candidate GJ 9827 d, The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acebf0

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