불과 97광년 거리에 '물의 행성' 발견, 지구형 행성 탐사에 획기적인 발걸음

불과 97광년 거리에 '물의 행성' 발견, 지구형 행성 탐사에 획기적인 발걸음

이 자료는 forbes에서 기사화된 내용을 정리한 것이다.

태양계 외행성 GJ9827d의 상상도.지구에서 97광년 거리에 있는 적색왜성 GJ 9827을 공전하고 있다 (NASA, ESA, Leah Hustak (STScI), Ralf Crawford (STScI))

60억 년 전에 형성된 외계 행성을 둘러싸고 있는, 물을 풍부하게 포함하는 대기를 허블 우주 망원경(HST)으로 검출했다는 연구 결과가 발표되었다. 이 외계행성은 태양계에서 불과 97광년 거리에 있다.
미 항공우주국(NASA)에 따르면 이 외계행성 GJ 9827d는 지름이 지구의 약 2배로 태양계의 해왕성과 금성 모두와 공통점이 있다. 대기 중에서 수증기가 검출된 외계 행성으로는 지금까지 가장 작다.

Astronomers using the Hubble Space Telescope have detected a water-rich atmosphere around a six billion-year-old world. It’s just 97 light-years from the solar system.

GJ 9827d is an exoplanet—a planet that orbits a star other than our sun—about twice the diameter of Earth that resembles both Neptune and Venus in the solar system, according to NASA. It’s the smallest exoplanet where water vapour has been detected in the atmosphere.

◆ 획기적인 사건
물고기자리 방향에 있는 GJ9827d에서 물의 발견은 획기적인 사건이다. 이번 연구결과를 발표한 천문학자 팀 중 한 명인 독일 막스플랑크 천문학연구소의 외계행성 대기물리학 부문을 총괄하는 로라 클라이드버그는 보도자료에서 '이를 통해 진정한 지구형 행성의 특징 규명에 어느 때보다 근접하게 될 것'이라고 밝혔다. 이번 수증기의 검출에 의해서, 은하계내에 존재하는 물이 풍부한 행성에 관한 이해가 비약적으로 진전될 수도 있다. 행성에 물이 있는지 없는지는 생명 존재의 가능성을 판단하는 데 매우 중요한 요소가 될 것으로 생각되기 때문이다.

연구팀 중 한 명인 캐나다 몬트리올대 트로티에태양계외행성연구소(iREx)의 뵈른 베네케는 물을 풍부하게 포함한 대기를 가진 행성이 태양계 밖 항성계에 실제로 존재할 가능성이 있음을 대기 내 검출을 통해 직접적으로 증명할 수 있는 것은 이번이 처음일 것이라고 지적했다. 「이것은, 암석 행성의 대기의 보유율과 다양성의 해명을 향한 중요한 한 걸음이다」.
이번 연구결과를 정리한 논문은 The Astrophysical Journal Letters에 게재되어 있다.

◆ 고온 다습한 행성
GJ 9827d는 주성 근처에 위치하고 있기 때문에 금성만큼 고온이고 또 다습한 행성일 가능성이 있다.하지만 행성 대기의 주성분이 물인지, 아니면 수소를 많이 함유한 희박한 대기인지는 아직 판단이 서지 않았다.GJ 9827d에 관해서 문제가 되는 것은, 그 연령과 주성과의 가까움이다.형성된 지 60억 년이 지났기 때문에 주성으로부터의 강력한 방사 때문에 당초부터 존재했던 수소의 대부분을 잃었을 것이다."비교적 소형의 행성을 조사하다 보면, 어느 시점에서 행성상으로부터 수소가 없어지고, 이산화탄소를 주성분으로 하는, 금성에 보다 가까운 대기를 갖게 되는 전환기가 있는 것이 틀림없다"라고 베네케는 설명하고 있다.

◆ 반이 물이고 반이 암석
아니면 다른 가능성도 있다. GJ 9827d는, 수증기를 포함한, 수소가 풍부한 엔벨로프(수소와 헬륨으로 이루어지는 외층 가스상 영역)를 아직 보유하고 있는, 미니 넵튠(슈퍼 어스보다 크고, 해왕성형 행성보다 작은 계외 행성)의 가능성이 있다고 보고 있다. 또 하나의 가능성으로서는, 목성의 위성 유로파의 기온을 높게 한 것 같은 천체일지도 모른다. 유로파의 얼음 껍질 아래에는 지구의 2배의 물이 존재한다. 「GJ 9827d는, 반이 물로 반이 암석의 행성일지도 모른다」라고 베네케는 주장한다.
"작은 암석질의 본체 윗부분에는 많은 양의 수증기가 있을 것이다." 만약 GJ 9827d에 물을 풍부하게 포함한 대기가 남아 있다면 주성에서 멀리 떨어진 곳에서 형성된 후에 주성 근처까지 이동했을 것이다.

연구팀은 최근 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 통한 GJ 9827d 관측을 실시했기 때문에 곧 더 많은 것이 밝혀질 전망이다. 클라이드버그는 "이 관측 데이터에 의해 무엇이 밝혀지는지를 이 눈으로 확인하는 것이 매우 기다려진다"고 말했다. 이것으로 물의 행성 문제를 단호하게 해결할 수 있으면 좋겠다."

(forbes.com 원문 )
https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2024/01/25/landmark-discovery-of-water-world-takes-us-closer-to-earth-like-planets-say-scientists/?sh=612b144b12c2

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