기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 1494 - 최초로 외계 행성의 이산화탄소를 직접 관측한 제임스 웹 우주 망원경

 


(The clearest look in the infrared yet at the iconic multi-planet system HR 8799. Colors are applied to filters from Webb's NIRCam (Near-Infrared Camera). A star symbol marks the location of the host star HR 8799, whose light has been blocked by the coronagraph. In this image, the color blue is assigned to 4.1 micron light, green to 4.3 micron light, and red to the 4.6 micron light. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI))




(Webb captured this image of Eridani 51 b, a cool, young exoplanet that orbits 11 billion miles from its star. This image includes filters representing 4.1-micron light as red. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, W. Balmer (JHU), L. Pueyo (STScI), M. Perrin (STScI))

외계 행성을 망원경으로 직접 포착하기는 매우 어렵습니다. 보통 별보다 수천 배에서 수백만 배 어둡고 가까이 있는 별은 너무 밝아 외계 행성의 존재를 증명하는 방식은 일반적으로 간접적인 효과를 측정하는 방법으로 이뤄집니다. 하지만 예외적으로 생성된지 얼마되지 않아 뜨겁고 덩치가 큰 경우 별에서 적당히 멀리 떨어져 있으면 관측이 가능한 경우가 있습니다. 지구에서 130광년 떨어진 HR8799 행성계나 91광년 떨어진 에리다니 51 (Eridani 51)이 그런 경우입니다.

당연히 이 행성계는 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표 중 하나였습니다. 존스 홉킨스 대학의 윌리엄 발머 (William Balmer, a Johns Hopkins University astrophysicist)가 이끄는 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경을 이용해 이 두 행성계의 직접 이미지를 분석하고 여기서 최초로 이산화탄소의 증거를 확인했습니다. 이산화탄소 역시 우주와 행성에 흔한 물질이지만, 별 빛을 통과한 이미지가 아니라 이렇게 외계 행성의 이미지에서 직접 포착하는 것은 처음입니다. 당연히 더 정확하고 신뢰할 수 있는 결과입니다.

이번 관측에 따르면 과학자들은 이 외계 행성에 산소, 탄소, 그리고 철 같은 무거운 원소가 흔할 뿐 아니라 우리 태양계의 가스 행성인 목성이나 토성과 비슷한 방식으로 이 외계 행성이 형성되었다는 증거를 발견했습니다. 현재 목성형 행성이 생성되는 방식은 크게 코어 부착 (core accretion)과 별 주변의 차가운 가스가 붕괴되어 생긴다는 이론으로 나뉘는데, 이번 관측 결과는 코어 부착 쪽을 지지합니다. 참고로 HR 8799는 태어난 지 3000만년 정도 되는 아주 어린 별로 행성 역시 태어난 지 얼마되지 않은 상태입니다.

제임스 웹 우주 망원경은 의도한 목표대로 수많은 발견을 이어나가면서 인간의 지식을 크게 확장하고 있습니다. 하지만 인간의 지식은 여기에서 확장을 멈출 순 없습니다. 현재 계획 중인 로만 우주 망원경을 비롯한 차세대 망원경 프로젝트도 순조롭게 진행되기를 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2025-03-jwst-captures-images-carbon-dioxide.html

JWST-TST High Contrast: Living on the Wedge, or, NIRCam Bar Coronagraphy Reveals CO2 in the HR 8799 and 51 Eri Exoplanets' Atmospheres, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/adb1c6

댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...