우주 이야기 1397 - 생성되는 원시 행성을 포착하는데 실패한 JWST

 (Two spiral arms emerge from the gas-rich disk around SAO 206462, a young star in the constellation Lupus. This image, acquired by the Subaru Telescope and its HiCIAO instrument, is the first to show spiral arms in a circumstellar disk. The image traces the light emitted by the star and scattered on the disk surface. The disk itself is some 14 billion miles across, or about twice the size of Pluto’s orbit in our own solar system. Credit: NAOJ/Subaru)

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(This artist’s impression shows the formation of a gas giant planet embedded in the disk of dust and gas in the ring of dust around a young star. A University of Michigan study, led by U-M astronomer Gabriele Cugno, aimed the James Webb Space Telescope at a protoplanetary disk surrounding a protostar called SAO 206462, hoping to find a gas giant planet in the act of forming. Credit: ESO/L. Calçada)

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제임스 웹 우주 망원경의 주요 목표 중 하나는 행성이 형성되는 과정을 규명하는 것입니다. 새로운 별이 생성되는 가스 성운은 망원경의 관측을 방해하기 때문에 원시 행성계 원반 안에서 생성되는 행성을 직접 관측하기가 어렵습니다.

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제임스 웹 우주 망원경은 특히 파장이 긴 적외선 영역에 최적화 되어 있기 때문에 원시 행성계 원반과 그 안에서 생성 중인 행성을 직접 포착하는데 큰 힘을 발휘할 수 있습니다.

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과학자들은 지금까지 새로 생성되는 행성의 간접적인 증거는 많이 발견했지만, 원시 행성계 원반 안에서 생성 중인 원시 행성을 직접 포착한 사례는 두 번 정도에 불과해 제임스 웹 우주 망원경에 큰 기대를 걸고 있습니다.

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미시간 대학, 애리조나 대학, 빅토리아 대학 (University of Michigan, University of Arizona and University of Victoria)의 연구팀은 HL Tau, SAO 206462, MWC 758라는 세 개의 원시 행성계 원반에서 생성되는 행성을 찾기 위해 제임스 웹 우주 망원경을 활용했습니다.

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과학자들은 이미 허블 우주 망원경과 ALMA, 스바루 망원경을 이용해서 이 원시 행성계 원반을 연구했기 때문에 이곳에 생성 중인 뜨거운 가스형 행성이 있을 것으로 예상하고 있습니다. 물론 행성의 밝기는 기본적으로 별보다 훨씬 어둡기 때문에 관측이 어렵지만, 뜨거운 상태라면 적외선 영역에서 많은 에너지를 내놓기 때문에 가능성이 있습니다.

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하지만 결론적으로 말하면 이번 관측에서 원시 행성을 발견하는데 실패했습니다. 연구팀은 아마도 시뮬레이션에서 예측한 것보다 더 온도가 낮을 가능성이 있다고 보고 있습니다. 물론 실제로는 행성이 아직 충분히 자라기 전일 수도 있습니다. 이를 밝히기 위해서는 앞으로 더 많은 관측이 필요합니다.

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제임스 웹 우주 망원경은 이미 많은 성과를 내고 있지만, 이렇게 아직 밝혀야할 의문점들이 더 많이 남아 있습니다. 앞으로 고장 없이 가능한 최대한 오래 활약하면서 우주의 비밀을 밝혀낼 수 있기를 바랍니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-03-astronomers-planets-james-webb-space.html

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Kevin Wagner et al, JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. I. Constraints on Planets Exterior to the Spiral Disk Around MWC 758, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad11d5

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Gabriele Cugno et al, JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. II. Deep Constraints on Giant Planets and a Planet Candidate Outside of the Spiral Disk Around SAO 206462, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad1ffc

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Camryn Mullin et al, JWST/NIRCam Imaging of Young Stellar Objects. III. Detailed Imaging of the Nebular Environment around the HL Tau Disk, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad2de9

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