우주 이야기 1452 - 제임스 웹 우주 망원경이 찾아낸 스팀 행성

(The study found that the planet’s atmosphere contains a high concentration of heavier molecules, including a significant amount of water vapor. Credit: NASA, ESA, Leah Hustak (STSCI), Ralf Crawford (STSCI))

캐나다 몬트리올 대학의 캐롤라인 피아울렛 고라예브 (Caroline Piaulet-Ghorayeb, a Ph.D. candidate at Université de Montréal's Trottier Institute for Research on Exoplanets (IREx))가 이끄는 국제 과학자팀이 지구에서 98광년 떨어진 외계 행성 GJ 9827 d에서 수증기가 많은 대기의 존재를 확인했습니다.

GJ 9827 d는 지구 지름의 두 배 정도 되는 외계행성으로 모항성에 가까이 있기 때문에 표면 온도는 섭씨 350도에 달해 생명체가 존재할 가능성은 희박합니다. 하지만 과학자들은 처음으로 이 행성의 대기에서 수소가 아닌 물이 풍부한 외계 행성 대기를 찾아내 지구와 비슷한 대기와 물을 지닌 외계행성을 발견할 가능성을 높였습니다.

이번 발견은 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope (JWST))을 통해서 이뤄졌는데, 지금까지 대기를 직접 관측한 외계 행성 가운데 가장 작은 크기입니다. 제임스 웹 우주 망원경의 주요 목표 중 하나는 지구와 비슷한 크기의 외계 행성의 대기를 관측하는 것인데, 이번 성과는 여기에 가징 근접한 결과입니다.

제임스 웹 우주 망원경과 다른 망원경들은 이전에도 목성 같이 거대한 가스 행성에서 대기를 확인한 바 있습니다. 하지만 이들은 수소가 주를 이루고 물은 극소량 존재했습니다. 과학자들은 주로 수소로 구성된 목성형 외계 행성의 대기와 달리 GJ 9827 d의 다량의 물을 찾아냈습니다. 물론 온도를 생각하면 이들은 모두 수증기일 것입니다. 과학자들은 이 외계 행성에 스팀 월드 (steam world)라는 별명을 붙였습니다.

아마도 금성과 비슷한 환경일 가능성이 높은 스팀 행성에 생명체가 살 가능성은 희박할 것입니다. 하지만 지구와 비슷한 크기의 행성에 물이 풍부한 경우가 있다는 것 하나만으로도 지구 같은 대기와 물을 지닌 행성의 가능성을 높인 결과로 해석될 수 있습니다. 제 2의 지구를 찾기 위한 과학자들의 노력이 점점 해답에 가까워지고 있는 느낌입니다.

참고

https://phys.org/news/2024-10-astronomers-webb-probe-steam-world.html

Caroline Piaulet-Ghorayeb et al, JWST/NIRISS Reveals the Water-rich "Steam World" Atmosphere of GJ 9827 d, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad6f00

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