제임스 웹 우주 망원경은 목성과 토성과 유사한 가스 거대 행성이 먼 별을 돌고 있는 모습을 성공적으로 촬영했습니다.
이 별은 HR 8799라는 이름을 가지고 있으며, 지구로부터 130 광년 떨어진 곳에 위치하고 있습니다. 이는 천문학적으로 보았을 때 상대적으로 가까운 거리이며, 이 별 주위를 행성이 돌고 있다는 것이 이전에 확인되었습니다.
웹의 최근 관측 결과에 따르면 HR 8799를 둘러싼 행성들은 이산화탄소 가스가 풍부하여, 천문학자들은 이들 행성이 목성과 토성과 유사한 방식으로 형성되었음을 강하게 시사한다고 믿고 있습니다.
웹과 외계 행성에 대한 정보
이들 행성은 대부분의 행성과 마찬가지로 젊은 별 주위의 먼지로 된 원반에서 시작되었습니다. 시간이 흐르면서, 이 물질의 입자들이 모여 단단한 핵을 형성하고, 주변의 원시 행성 원반에서 추가 가스를 끌어모으는 과정을 통해 더 큰 덩어리로 성장했습니다. 이를 축적이라고 부릅니다.
HR 8799에 대한 웹의 통찰력
HR 8799에 대한 이 연구는 제임스 웹 우주 망원경이 외계 행성의 대기 화학 성분을 분석할 수 있도록 한다는 것을 보여줍니다. “이러한 두드러진 이산화탄소 신호를 확인함으로써, 우리는 이들 행성의 대기에서 탄소, 산소 및 철과 같은 중원소가 상당량 존재함을 보여줍니다,”라고 존스 홉킨스 대학교의 윌리엄 발머가 설명합니다. 발머는 The Astrophysical Journal에 발표된 연구의 주 저자입니다.
HR 8799와 그 행성 계에 대한 세부사항
HR 8799는 약 3천만 년 된 비교적 젊은 시스템입니다. 이는 나이가 많은 것처럼 보일 수 있지만, 우리 태양계는 약 46억 년의 역사를 가지고 있습니다. 따라서 이 시스템의 행성들은 여전히 매우 젊고 적외선 파장에서 따뜻합니다. 웹 망원경은 적외선 빛 연구에 특화되어 있어 행성 형성에 대한 귀중한 통찰력을 제공합니다.
천문학자들은 거대한 행성이 두 가지 주요 방법으로 형성될 수 있음을 인식하고 있습니다: 하나는 점진적으로 가스를 끌어들이는 고체 핵에 의해, 다른 하나는 주변 원반에서의 가스 입자들이 신속하게 응집되는 것입니다. 주된 형성 방법을 이해하면 천문학자들이 먼 시스템의 행성을 식별하고 분류하는 데 도움이 될 수 있습니다.
웹의 외계 행성 이미징 기능
웹이 외계 행성의 직접 이미지를 포착하는 능력은 비교적 최근의 발전이지만, 이를 통해 천문학자들은 더 많은 이미지를 획득할 수 있었습니다. 2024년, 이 망원경은 지구에서 12 광년 떨어진 ‘슈퍼 목성’인 엡실론 인디 Ab의 직접 이미지를 촬영했습니다. 또한 HR 8799를 연구한 동일한 팀은 96 광년 떨어진 젊은 외계 행성인 51 에리다니 b의 웹 이미지를 분석했습니다.
이 이미지는 밝은 별의 빛을 차단하여 그 근처에 있는 희미한 행성을 더 잘 드러내도록 설계된 웹의 NIRCam(근적외선 카메라) 코로나그래프 덕분에 가능했습니다. 이 기술은 태양광을 손으로 차단하고 주변을 더 명확히 관찰하는 방식과 유사합니다. 코로나그래프를 사용함으로써, 천문학자들은 특정 가스가 흡수하는 파장에서 행성들이 방출하는 적외선 빛을 감지할 수 있습니다.