로베르토 몰라 칸다노사(Roberto Molar Candanosa)/존스홉킨스대학교
그림은 64광년 떨어진 곳에 위치한 거대 가스 행성인 외계 행성 HD 189733b를 보여줍니다.
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목성 크기의 외계 행성은 뜨거운 온도, 강한 바람, 옆으로 쏟아지는 유리비로 오랫동안 천문학자들의 흥미를 끌었습니다. 이제 제임스 웹 우주 망원경의 데이터에 따르면 이 행성의 또 다른 흥미로운 특징이 밝혀졌습니다. HD 189733B:계란 썩은 냄새가 나요.
행성 HD 189733b의 대기를 연구하는 연구원들은 Webb의 관측을 사용하여 강한 유황 냄새를 방출하고 태양계 외부에서는 한 번도 감지된 적이 없는 무색 가스인 황화수소의 미량을 감지했습니다. 이 발견은 외계 행성의 가능한 구성에 대해 알려진 내용을 향상시키는 데 기여합니다.
다기관 팀이 편집한 연구 결과는 월요일 저널에 게재되었습니다. 자연.
과학자들은 2005년에 처음으로 HD 189733b를 발견했고 나중에 이 가스 거대 행성을 “뜨거운 목성”으로 식별했습니다. 이 행성은 우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성과 화학적 구성이 비슷하지만 온도가 더 높은 행성입니다. 지구에서 불과 64광년 떨어진 곳에 위치한 HD 189733b는 행성이 별 앞을 지나갈 때 천문학자들이 연구할 수 있는 가장 가까운 뜨거운 목성입니다. 이러한 이유로 이 행성은 가장 많이 연구된 외계 행성 중 하나입니다.
“HD 189733 b는 가스 거인일 뿐만 아니라, 발견된 최초의 통과 외계 행성 중 하나이기 때문에 외계 행성 분야에서도 ‘거인’입니다.” 이번 연구의 주저자이자 존스 홉킨스 대학의 천체물리학자인 Guangwei Fu입니다. , 전혀 발견되지 않은 이메일에서 말했습니다. “이것은 외계 행성의 화학과 대기 물리학에 대한 우리의 이해의 대부분을 이루는 지렛대입니다.”
로베르토 몰라 칸다노사(Roberto Molar Candanosa)/존스홉킨스대학교
외계행성은 모항성과 매우 가깝게 공전하므로 행성의 표면 온도가 높은 수준으로 상승합니다.
이 행성은 목성보다 약 10% 더 크지만, 수성이 태양에 비해 별에 약 13배 더 가깝기 때문에 훨씬 더 뜨겁습니다. 푸는 행성 HD 189733b가 별 주위를 한 바퀴 도는 데 지구 시간으로 이틀 밖에 걸리지 않는다고 말했다.
별에 대한 이러한 근접성은 행성의 평균 온도가 화씨 1,700도(섭씨 926도)에 달하고 강한 바람을 보내게 합니다. 옆으로 떨어지는 유리 같은 규산염 입자 시속 5,000마일(시속 8,046킬로미터)의 속도로 지구 주위의 높은 구름으로부터.
천문학자들은 Webb 망원경을 사용하여 인간의 눈에 보이지 않는 적외선이 HD 189733b의 대기에서 어떤 것을 드러낼 수 있는지 알아보기 위해 행성을 연구하기로 결정했을 때 놀랐습니다.
황화수소는 목성에 존재하며 거대한 가스 외계 행성에서 발견될 것으로 예상되었지만 분자의 존재에 대한 증거는 우리 태양계 밖에서는 파악하기 어려운 상태로 남아 있다고 Fu는 말했습니다.
Fu는 “황화수소는 행성 대기에서 가장 중요한 황 저장소 중 하나입니다.”라고 Fu는 말했습니다. “Webb 망원경의 고해상도 및 적외선 기능을 통해 외계 행성에서 처음으로 황화수소를 감지할 수 있으며, 이는 새로운 분광 창을 엽니다. 대기 중 황의 화학적 성질을 연구하는 것입니다.” “이것은 외계 행성이 무엇으로 구성되어 있는지, 그리고 그것이 어떻게 만들어졌는지를 이해하는 데 도움이 됩니다.”
또한 연구팀은 행성 대기에서 물, 이산화탄소, 일산화탄소의 존재를 감지했다고 Fu는 말했습니다. 이는 이러한 분자가 다른 거대 가스 외계 행성에서 흔히 발견될 수 있음을 의미합니다.
천문학자들은 높은 온도로 인해 HD 189733b 행성에 생명체가 존재할 것으로 기대하지 않지만, 외계 행성에서 황과 같은 구성 요소의 발견은 행성 형성에 대한 빛을 비춰준다고 Fu는 말했습니다.
“유황은 더 복잡한 분자를 만드는 데 필수적인 요소이며 탄소, 질소, 산소 및 인산염과 마찬가지로 과학자들은 행성이 어떻게 형성되고 무엇으로 구성되어 있는지 완전히 이해하기 위해 더 많은 연구를 해야 합니다.”라고 Fu는 말했습니다.
암모니아와 같은 뚜렷한 냄새가 나는 분자가 다른 외계 행성의 대기에서 발견되었습니다.
그러나 Webb의 기능을 통해 과학자들은 외계 행성 주변 대기 내의 특정 화학 물질을 이전보다 더 자세히 식별할 수 있습니다.
우리 태양계에서 해왕성과 천왕성과 같은 얼음 거대 행성은 일반적으로 질량은 작지만 가장 큰 행성인 가스 거대 행성인 목성과 토성보다 더 많은 금속을 함유하고 있어 금속 함량과 질량 사이에 상관 관계가 있을 수 있음을 시사합니다.
천문학자들은 해왕성과 천왕성의 형성에 수소나 헬륨 같은 가스보다는 더 많은 양의 얼음, 암석, 금속이 관여했다고 믿고 있습니다.
Webb의 데이터는 또한 HD 189733b의 중금속 수준이 목성의 중금속 수준과 유사하다는 것을 보여주었습니다.
Fu는 “이제 우리는 행성의 금속 농도가 행성의 구성이 질량과 반경에 따라 어떻게 변하는지에 대한 연구에 실제로 매우 중요한 지지점을 제공한다는 것을 보여주는 새로운 측정 결과를 얻었습니다.”라고 말했습니다. “이 결과는 1차 핵이 형성된 후 더 견고한 물질을 생성하고 자연적으로 중금속으로 강화함으로써 행성이 어떻게 형성되는지에 대한 우리의 이해를 뒷받침합니다.”
이제 팀은 다른 외계 행성에서 황의 흔적을 찾고 화합물의 높은 농도가 호스트 별과 관련하여 일부 행성이 얼마나 가깝게 형성되었는지 여부를 결정할 것입니다.
“HD 189733b는 참조 행성이지만 하나의 데이터 포인트만 나타냅니다.”라고 Fu는 말했습니다. “개별 인간이 고유한 특성을 나타내는 것처럼 우리의 집단적 행동도 명확한 추세와 패턴을 따릅니다. WEP에서 더 많은 데이터 세트가 제공되면서 우리는 이를 이해하는 것을 목표로 합니다. 행성이 형성되는지 그리고 “우리 태양계는 은하계에서 고유한지” 여부를 확인합니다.
