천문학자들이 NASA의 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 촬영한 외계 행성의 첫 번째 사진을 공개했습니다. 이 이미지는 거의 400광년 떨어진 별을 도는 목성보다 XNUMX배 더 무거운 세계의 밝은 덩어리를 보여줍니다. 획기적인 결과는 망원경에서 발견된 수많은 초기 외계행성 중 가장 최근의 것이며, 미래의 우주 망원경으로 지구와 같은 행성을 직접 촬영할 수 있는 기술 테스트입니다.
"흥분하다"고 말했다 아린 카터, 캘리포니아 산타크루즈 대학의 천문학자이자 이 이미지를 처리한 팀의 일원입니다. "결과는 솔직히 훌륭합니다."
망원경 JWST 제작 중인 수십 년 2021년 XNUMX월에 발사되어 현재 지구에서 XNUMX만 마일 떨어진 곳에 있는 이 우주선은 올 여름 완전히 가동되었습니다. 이미 우주의 여명에 먼 은하를 관찰하고 목성의 절묘한 광경을 촬영했으며, 다른 초기 결과 중에서. 천문학자들은 망원경이 외계행성을 관찰할 때 예상보다 10배 더 나은 성능을 보인다고 말합니다.
에 설명된 새 이미지 첨부 서류 어젯밤 온라인에 게시됨 팀 천체 물리학자가 이끄는 사샤 힝클리 영국 엑서터 대학교에서 연구원들은 JWST가 행성이 이미 존재하는 것으로 알려진 빠르게 회전하는 별 HIP 65426을 가리켰습니다. 칠레의 초대형 망원경의 SPHERE 기기 최초 사진 Hinkley의 팀은 HIP 2017이라는 행성을 볼 수 있는 JWST의 능력을 테스트하고 특성화하려고 했습니다. b.
천문학자들은 약 6.5개의 외계행성을 직접 이미지화했지만 JWST는 XNUMX미터 너비의 육각 거울을 휘둘러 그 능력을 크게 확장하여 지상 관측소를 능가합니다. "약속의 순간이다"라고 말했다. 브루스 매킨토시, 천체 물리학자이자 캘리포니아 대학교 천문대 신임 이사.
뜨거운 젊은 거인
HIP 65426 b를 촬영하기 위해 JWST는 다음을 사용하여 호스트 별의 빛을 차단했습니다. 작은 가면 코로나그래프로 알려져 있다. 이것은 "탐조등 주위의 반딧불이"처럼 수천 배 더 희미한 궤도를 도는 행성을 드러냈다고 Hinkley는 말했습니다.
HIP 65426 b는 지구가 태양보다 약 100배 더 멀리 별에서 공전하며 궤도를 완성하는 데 630년이 걸립니다. 이 거리는 별의 눈부심에 반대하여 행성을 더 쉽게 볼 수 있음을 의미합니다. 그것은 행성의 극도의 열과 그에 따른 밝기와 결합되어 약 섭씨 900도의 뜨거운 온도를 가지고 있으며, 불과 14만 년 전에 생성된 후 남은 열로 인해 직접 이미징의 주요 대상이 됩니다. "촛불과 비슷한 온도를 가지고 있습니다."라고 말했습니다. 베스 빌러, 팀을 공동으로 이끌었던 에든버러 대학의 천문학자.
JWST의 크기와 감도는 이전의 그 어떤 천문대보다 더 많은 빛을 이 행성에서 수집할 수 있게 해주었습니다. (그 사진은 JWST가 더 긴 적외선 파장을 관찰하기 때문에 SPHERE보다 더 거칠게 보입니다.) 이를 통해 Hinkley, Biller 및 그들의 팀은 행성의 질량 추정치를 개선할 수 있었습니다. 이를 통해 SPHERE의 추정치인 약 10보다 적은 약 1.4개의 목성 질량으로 고정했습니다. 그들의 결과는 또한 목성의 반경 XNUMX배인 행성의 반지름을 파악하는 데 도움이 됩니다. 행성 진화의 간단한 모델은 이 세계의 속성 조합을 쉽게 설명할 수 없습니다. Carter는 정확한 새로운 데이터를 통해 과학자들이 모델을 서로 테스트하고 "우리의 이해를 강화할 수 있을 것"이라고 말했습니다.
HIP 65426 b의 표면 특징은 이미지에서 볼 수 없지만 Biller는 온도와 구성의 변화로 인해 벨트가 있는 목성처럼 "아마도 띠 모양으로 보일 것"이며 폭풍이나 소용돌이로 인해 대기에 점이 있을 수 있다고 말했습니다.
거대한 행성은 우리가 알고 있는 생명체가 살기 힘든 곳이지만 과학자들이 더 많이 알고 싶어하는 거대한 행성의 한 종류를 나타냅니다. 목성은 아마도 중요한 역할을했다. 우리 태양계를 조각하는 데 있어 아마도 지구상의 생명체가 정착할 수 있게 해줄 것입니다. 매킨토시가 말했습니다. “다른 태양계에서도 작동하는지 아는 것이 좋습니다.
JWST는 예상보다 훨씬 더 안정적이기 때문에 과학자들은 예상보다 작은 외계행성을 촬영할 수 있어야 한다고 말합니다. 아마도 목성 질량의 XNUMX/XNUMX 정도일 것입니다. "우리는 이전에 직접 촬영한 적이 없는 해왕성과 천왕성과 같은 것을 촬영할 수 있습니다."라고 말했습니다. 에밀리 릭맨, JWST를 운영하는 메릴랜드 우주 망원경 과학 연구소의 천문학자.
이제 JWST의 코로나그래프가 도로 테스트를 통과했기 때문에 Hinkley는 천문학자들이 다른 세상의 사진을 찍기 위해 그것을 사용하기 위해 줄을 설 것이라고 생각합니다. 그는 망원경의 수명이 다할 때까지 “확실히 수십”을 볼 것으로 예상합니다. “나는 그것이 수백 개가 되기를 바랍니다.”
먼 하늘 엿보기
외계행성 사진 외에도 Hinkley의 팀은 동반성 주위를 도는 갈색 왜성(때로는 "실패한 별"이라고도 함)의 대기에서 분자 배열을 발견했다고 발표할 예정입니다. 목성보다 거의 20배나 무거운 이 물체는 핵에서 융합이 시작될 수 있는 임계값 바로 아래에 질량이 있습니다.
분광법이라고 하는 과정을 통해 빛의 주파수를 분리하는 JWST의 기기를 사용하여 과학자들은 물, 메탄, 이산화탄소 및 나트륨을 모두 전례 없는 수준의 세부 사항으로 밝혀냈습니다. 그들은 또한 후보 갈색 왜성의 대기에서 연기 같은 실리카 구름을 감지했는데, 이러한 물체에서 이전에 암시되었지만 결코 확립되지 않은 것이었습니다. Hinkley는 "내 생각에 이것은 항성 이하 동반자가 얻은 가장 큰 스펙트럼입니다."라고 말했습니다. "우리는 그런 것을 본 적이 없습니다."
이 발견은 다른 천문학자들이 JWST를 사용하여 이산화탄소를 감지 지구에서 39광년 떨어진 WASP-650 b라는 거대한 외계행성에서 — 이 가스가 외계행성에서 처음으로 관측되었습니다. 그들은 또한 대기에서 신비한 분자를 발견했습니다. 같은 팀은 또한 두 개의 거대한 세계를 더 연구하고 있으며, 앞으로 몇 달 안에 이와 같은 가스 거인의 대기 구성에 대한 거의 완전한 그림을 완성하는 데 도움이 될 결과가 예상됩니다. "그것이 James Webb의 힘입니다."라고 말했습니다. 제이콥 빈, 시카고 대학의 천문학자이자 팀의 공동 리더입니다.
이 관측은 또한 JWST가 지구와 더 유사한 작은 암석 세계의 하늘에서 무엇을 감지할 수 있는지 보여주는 "화학 물질 목록"을 구축할 것이라고 팀 리더가 말했습니다. 나탈리 바탈하, 산타 크루즈의 천체 물리학자. 그녀는 팀이 다가오는 가스 거대 관측에서 "JWST를 한계까지 밀어붙일 것"이라고 말했으며, 이는 "지구 행성에서 우리가 할 수 있는 일을 알려줄 것"이라고 말했습니다.
다른 팀은 첫 번째 JWST 관찰을 수행하고 있습니다. 트라피스트-1, XNUMX개의 지구 크기 암석 행성에 의해 공전하는 비교적 가까운 적색 왜성. 이 행성들 중 몇몇은 별의 거주 가능 지역에 있으며 액체 상태의 물과 생명체가 살기 좋은 조건이 될 수 있습니다. JWST는 행성을 직접 이미지화할 수 없지만 분광학은 대기의 가스를 식별하는 데 도움이 됩니다. 심지어 생물학적 활동을 나타낼 수 있는 가스의 힌트일 수도 있습니다. "우리가 정말로 원하는 것은 지구입니다."라고 매킨토시가 말했습니다.
