제임스 웹 최초의 지구 크기 외계 행성 발견

연구원들은 제임스 웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope)을 사용하여 처음으로 다른 별을 공전하는 행성인 외계 행성의 존재를 확인했다. 공식적으로 LHS 475 b로 분류된 이 행성은 지구 지름의 99%에 해당하는 우리 행성과 크기가 거의 같다.

연구팀은 미국 메릴랜드주 로렐에 있는 존스홉킨스 응용물리연구소(Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory)의 케빈 스티븐슨(Kevin Stevenson)과 제이콥 루스티그-예거(Jacob Lustig-Yaeger)가 이끌고 있다. 팀은 행성의 존재를 암시하는 NASA의 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 데이터를 신중하게 검토한 후 Webb의 도움으로 이 목표를 관찰하기로 결정했다.

Webb의 NIRSpec(Near-Infrared Spectrograph)은 단 두 번의 통과 관측으로 행성을 쉽고 명확하게 포착했다. Lustig-Yaeger는 “행성이 거기 있다는 데는 의심의 여지가 없다. Webb의 초기 데이터가 이를 입증한다”고 말했다.

운영 중인 모든 망원경 중에서 Webb만이 지구 크기 외계 행성의 대기를 특성화할 수 있다. 팀은 전송 스펙트럼을 분석하여 행성 대기에 무엇이 있는지 평가하려고 시도했다. 데이터에 따르면 이것이 지구 크기의 지구형 행성이지만 대기가 있는지는 아직 모른다.

존스홉킨스의 Erin May는 “망원경은 매우 민감하여 다양한 분자를 쉽게 감지할 수 있지만 아직 행성의 대기에 대한 결정적인 결론을 내릴 수는 없다”고 말했다.

팀이 무엇이 존재하는지 결론을 내릴 수는 없지만 존재하지 않는 것은 확실히 말할 수 있다. Lustig-Yaeger는 “우리가 배제할 수 있는 일부 대기가 있다. 토성의 위성인 타이탄과 비슷한 두꺼운 메탄 대기를 가질 수 없다”고 설명했다.

팀은 또한 행성에 대기가 없거나 순수 이산화탄소 등 일부 대기 가능성이 있다고 지적했다.

Lustig-Yaeger는 “반직관적으로 100% 이산화탄소 대기는 훨씬 더 조밀하여 감지하기가 매우 어려워진다”라고 말했다. 팀이 대기를 구별하려면 훨씬 더 정확한 측정이 필요하다.

Webb은 또한 행성이 지구보다 수백도 더 따뜻하기 때문에 구름이 감지되면 연구자들은 행성이 이산화탄소 대기를 가지고 있고 항상 두꺼운 구름에 가려진 금성과 더 비슷하다고 결론을 내릴 수 있다고 밝혔다.

연구원들은 또한 행성이 불과 이틀 만에 궤도를 완성한다는 것을 확인했다. 이 정보는 Webb의 정확한 광도 곡선으로 드러났다. LHS 475 b는 태양계의 어떤 행성보다 별에 더 가깝지만 적색 왜성은 태양 온도의 절반도 안 되기 때문에 연구원들은 여전히 대기를 지탱할 수 있을 것으로 예상한다.

연구진의 발견은 더 작은 적색 왜성 주위를 공전하는 지구 크기의 행성을 정확히 찾아낼 수 있는 가능성을 열었다. LHS 475 b는 Octans 별자리에서 불과 41광년 떨어져 비교적 가깝다.

연구팀의 결과는 지난 11일 미국천문학회(AAS)에서 발표됐다.