천문학자들은 처음으로 태양계 밖의 행성에서 이산화탄소를 감지했습니다. 그들은 그것을 어떻게 했습니까?

벵갈루루: NASA의 제임스 웹 우주 망원경(JWST) 발견자 외계 행성의 대기에서 이산화탄소의 첫 번째 결정적인 증거. 우리 태양계 밖에 있는 외계 행성은 처녀자리에서 700광년 떨어진 태양과 같은 별 주위를 도는 가스 거성입니다.

WASP-39b 행성의 질량은 목성의 4분의 1(또는 토성과 거의 같은 질량)이고 지름은 목성의 1.3배입니다. 표면 온도는 섭씨 900도로 추정되며 호스트 항성에 매우 가깝게 공전합니다.

행성은 지구에서 단 4일 만에 궤도를 완성합니다. 이는 수성이 태양에서 거리의 약 1/8에 해당하는 거리입니다.

이 행성은 2011년 2월 WASP(광각 행성 탐색 프로젝트)에 의해 발견되었으며, 2018년 허블과 스피처 우주 망원경이 수증기 그 분위기에서.

탄소는 수증기보다 길고 더 많은 적외선 파장의 빛을 흡수합니다. 따라서 JWST는 Hubble과 Spitzer가 할 수 없었던 대기의 이산화탄소를 감지할 수 있었습니다.

WASP-39b의 대기에 얼마나 많은 탄소와 산소가 있는지 이해함으로써 과학자들은 별과 관련된 행성의 형성과 진화를 이해할 수 있습니다.

Webb의 Transiting Exoplanets Group Leader인 캘리포니아 대학 산타 크루즈의 Natalie Batalha는 보도 자료에서 “WASP-39b에서 이러한 명확한 CO2 신호의 발견은 지구 크기의 작은 행성에서 대기 탐지에 좋은 징조입니다.”라고 말했습니다.


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외행성 횡단

WASP-39b는 통과법에 의해 탐지되었는데, 이는 지구에서 볼 때 자전하면서 별 앞을 지나가는 것을 볼 수 있음을 의미합니다. 이러한 행성은 앞을 지나가는 별의 빛을 아주 약간 어둡게 하지만 지구 과학자들이 복잡한 계산을 하기에 충분합니다.

일부 별빛은 희미하지만 일부는 별 앞을 지나갈 때 행성의 대기를 통과합니다. 대기는 구성에 따라 회절로 인해 일부 색상을 걸러냅니다. 이것은 대기 중에 입자가 증가하거나 오염이 있을 때 불타고 다채로운 일몰을 보여주는 우리 하늘에서도 볼 수 있습니다.

서로 다른 가스는 파장 스펙트럼에 걸쳐 서로 다른 색상 조합을 흡수하며 이는 투과된 빛의 스펙트럼에서 볼 수 있습니다. 누락된 색상을 관찰함으로써 천문학자들은 행성 대기에 어떤 가스가 있는지 정확하게 추론할 수 있습니다.

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이 방법을 투과 분광법이라고 합니다.

행성의 스펙트럼 자체는 현재까지 외계행성에서 얻은 것 중 가장 정확하며 특히 3-5.5μm 범위에서 전례 없는 감도로 큰 세부 사항과 차이를 보여줍니다.

존스 홉킨스 대학의 대학원생이자 Transiting Exoplanets 팀의 일원인 Zafar Rostamkulov는 “데이터가 내 화면에 나오자 마자 엄청난 CO2 이점을 포착했습니다.”라고 말했습니다. “외계행성 과학의 중요한 문턱을 넘은 특별한 순간이었습니다.”

(Nada Fatima Seddiqi 편집)


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