NASA의 Webb는 원격 행성에서 소용돌이 치는 모래 구름을 발견했습니다.

이 그림은 외계 행성 VHS 1256 b의 대기에서 제임스 웹 우주 망원경으로 확인한 소용돌이 구름을 보여줍니다. 이 행성은 약 40광년 떨어져 있으며 두 개의 별을 공전하고 있습니다. 규산염 먼지로 가득 찬 행성의 구름은 끊임없이 상승하고, 섞이고, 움직입니다. 크레딧: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted(STScI) 전체 이미지 세부 정보

단 몇 시간의 관찰 끝에 우주 망원경은 지구에서 40광년 떨어진 행성의 역동적인 대기를 밝혀냈습니다.

NASA의 제임스 웹 우주망원경으로 관찰한 연구자들은 먼 행성의 대기에서 규산염 구름의 특징을 찾아냈습니다. 대기는 하루 22시간 동안 끊임없이 상승하고 혼합되고 이동하며 더 뜨거운 물질은 위로 올라가고 더 차가운 물질은 아래로 밀어냅니다. 결과적인 밝기 변화는 너무 극적이어서 현재까지 알려진 행성 질량 물체 중 가장 가변적입니다. 애리조나 대학의 브리트니 마일스(Brittany Miles)가 이끄는 연구팀은 웹의 데이터를 이용해 물, 메탄, 일산화탄소를 매우 명확하게 탐지하고 이산화탄소의 증거를 발견했습니다. 이는 우리 태양계 밖의 행성에서 한꺼번에 식별된 분자 수 중 가장 많은 수입니다.

VHS 1256 b로 분류된 이 행성은 약 40광년 떨어져 있으며 10,000년 동안 하나가 아닌 두 개의 별을 공전합니다. Miles는 "VHS 1256 b는 명왕성이 우리 태양에서 오는 것보다 별에서 약 4배 더 멀기 때문에 Webb의 훌륭한 목표가 됩니다"라고 말했습니다. "이것은 행성의 빛이 별의 빛과 섞이지 않는다는 것을 의미합니다." 규산염 구름이 휘젓는 대기의 더 높은 곳에서는 온도가 화씨 1,500도(섭씨 830도)에 달합니다.

분광기로 알려진 제임스 웹 우주 망원경에 장착된 장비 중 하나는 근적외선 분광기(NIRSpec)에 있고 다른 하나는 중적외선 장비(MIRI)에 장착되어 행성 VHS 1256 b를 관찰했습니다. 결과 스펙트럼은 규산염 구름, 물, 메탄 및 일산화탄소의 특징을 보여줍니다.

해당 구름 내에서 Webb은 스펙트럼에 표시되는 더 크고 작은 규산염 먼지 입자를 모두 감지했습니다. 공동저자인 스코틀랜드 에든버러 대학의 베스 빌러(Beth Biller)는 “대기 중 더 미세한 규산염 입자는 연기 속의 작은 입자와 비슷할 수 있다”고 지적했습니다. "더 큰 입자는 매우 뜨겁고 매우 작은 모래 입자와 비슷할 수 있습니다."

VHS 1256 b는 더 무거운 갈색 왜성에 비해 중력이 낮습니다. 이는 규산염 구름이 Webb이 감지할 수 있는 대기권에서 더 높게 나타나고 유지될 수 있음을 의미합니다. 하늘이 그렇게 격동적인 또 다른 이유는 행성의 나이입니다. 천문학적으로 보면 꽤 어리다. 형성된 지 불과 1억 5천만년이 지났고, 수십억 년에 걸쳐 계속 변화하고 냉각될 것입니다.

여러 면에서 연구팀은 이러한 발견을 연구자들이 데이터의 보물 상자로 보는 스펙트럼에서 추출한 최초의 "동전"이라고 간주합니다. 그들은 이제서야 그 내용을 확인하기 시작했습니다. "우리는 규산염을 확인했지만 어떤 입자 크기와 모양이 특정 유형의 구름과 일치하는지 더 잘 이해하려면 많은 추가 작업이 필요할 것입니다"라고 Miles는 말했습니다. "이것은 지구상의 마지막 단어가 아닙니다. 이는 Webb의 복잡한 데이터에 맞추기 위한 대규모 모델링 노력의 시작입니다."

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팀이 관찰한 모든 특징은 다른 망원경에 의해 은하수의 다른 행성에서 발견되었지만 다른 연구팀은 일반적으로 한 번에 하나씩만 식별했습니다. "다른 어떤 망원경도 단일 표적에 대해 이렇게 많은 특징을 동시에 식별한 적이 없습니다."라고 캘리포니아 대학 산타 크루즈 캠퍼스의 공동 저자인 Andrew Skemer는 말했습니다. "우리는 Webb의 단일 스펙트럼에서 지구의 역동적인 구름과 날씨 시스템을 자세히 설명하는 많은 분자를 보고 있습니다."

팀은 Webb에 탑재된 두 가지 장비인 근적외선 분광기(NIRSpec)와 중적외선 장비(MIRI)에서 수집한 스펙트럼이라는 데이터를 분석하여 이러한 결론에 도달했습니다. 행성은 별로부터 매우 먼 거리에서 공전하기 때문에 연구자들은 이 데이터를 얻기 위해 통과 기술이나 코로나그래프를 사용하는 대신 직접 관찰할 수 있었습니다.