웹 망원경, 뜨거운 암석 행성 HD 3167 b의 대기 증거 발견

시카고대학교 과학자 브랜던 파크 코이가 이끈 연구진은 물고기자리 방향으로 154광년 떨어진 암석질 슈퍼지구 HD 3167 b를 둘러싼 대기의 증거를 보고했다. 사이언스데일리에 따르면 이 연구는 천체물리학 저널 레터스에 게재됐다. 이 행성은 “용암 세계”로 분류되며, 지구의 하루 만에 항성 주위를 한 바퀴 돈다.

“놀라운 점은 암석 행성이 항성에 가까이 돌수록 항성풍에 시달리고 항성에서 더 많은 고에너지 광자를 받기 때문에 대기를 갖기가 더 어려워야 한다는 것입니다. 그러나 이런 용암 세계 중 상당수는 대기를 갖는 것으로 보입니다”라고 시카고대학교 지구물리과학 부교수이자 이 연구의 공동 저자인 에드윈 카이트가 말했다. 카이트는 이 행성들이 생명체가 살기에는 너무 뜨겁지만, 이들을 연구하면 다른 암석 세계에 중요한 과정에 대해 알 수 있다고 말했다.

코이는 제임스 웹 우주망원경이 외계행성의 온도를 추정하기 위해 중적외선 파장대의 빛을 탐지하는 데 사용되고 있으며, 이는 외계행성이 대기를 가질 수 있는지 알려줄 수 있다고 말했다. 이번 연구에서 연구진은 행성이 항성 뒤로 지나갈 때 연구자들이 얼마나 많은 빛이 사라지는지 측정하는 이차 식이라는 방법을 사용했다. 코이는 그 차이가 행성 자체에서 나오는 중적외선 빛의 양을 보여주며, 이를 통해 연구자들은 행성이 얼마나 뜨거운지 알 수 있다고 말했다.

코이는 태양보다 훨씬 작은 항성을 도는 지구형 행성 대부분은 암석만 있는 것으로 보이지만, 연구진은 용암 세계 대다수가 대기를 가질 가능성이 있다는 증거를 발견했다고 말했다. 그는 대기가 있는 것으로 발견된 지구형 행성 다섯 개가 이 행성을 포함해 모두 초고온이었으며, 이 행성은 대기의 증거가 있는 지금까지 발견된 용암 세계 가운데 가장 차갑다고 말했다. 이 결과는 2021년에 박사 학위를 받고 현재 메릴랜드대학교에 있는 메건 와이너 맨스필드가 이끄는 프로그램에서 나온 첫 성과로, 이 프로그램은 행성들이 대기를 갖기 시작하는 임계 온도가 있는지 알아보기 위해 10개의 초고온 용암 세계를 조사하고 있다.

코이는 지구와 유사한 행성에서 생명체의 흔적을 직접 찾는 것은 불가능하다고 말했다. 그는 연구자들이 이 행성들에 관심을 갖는 이유는 초기 지구가 용암 세계와 매우 비슷했을 수 있다고 생각하기 때문이라고 말했다.