거대한 지상 관측소와 우주 기반 망원경의 최신 기술을 사용하더라도 천문학자가 외계 행성의 이미지를 촬영하는 것은 여전히 상대적으로 드뭅니다. 우리 태양계 외부의 행성은 궤도를 도는 별에 비해 너무 멀리 떨어져 있고 너무 작고 어두워서 직접 연구하기가 극히 어렵습니다. 이것이 바로 외계 행성에 대한 대부분의 관찰이 호스트 별을 연구하여 이루어지는 이유입니다. 하지만 이제 제임스 웹 우주망원경이 거대 가스 행성을 직접 촬영했습니다. 이 행성은 지금까지 관측된 것 중 가장 추운 외계 행성 중 하나입니다.
Epsilon Indi Ab라는 이름의 이 행성은 12광년 떨어져 있으며 추정 온도는 화씨 35도(섭씨 2도)에 불과합니다. 대부분의 외계 행성에 비해 매우 멋지다는 사실은 이를 연구하려면 Webb의 민감한 장비가 필요하다는 것을 의미했습니다.
“차가운 행성은 매우 희미하며, 그 방출의 대부분은 중적외선에서 발생합니다.”라고 독일 막스 플랑크 천문학 연구소의 수석 연구원인 Elisabeth Matthews는 설명했습니다 . “Webb은 지상에서 수행하기 매우 어려운 중적외선 이미징을 수행하는 데 이상적으로 적합합니다. 우리는 또한 이미지에서 행성과 별을 분리하기 위해 좋은 공간 해상도가 필요했는데 대형 Webb 거울은 이러한 측면에서 매우 도움이 되었습니다.”
위에 보이는 행성의 이미지는 Webb의 MIRI 장비로 촬영되었습니다. 여기에는 매우 밝은 광원(이 경우 행성의 모성)에서 나오는 빛을 차단하여 근처의 더 어두운 물체(행성과 같은)를 관찰할 수 있도록 하는 디스크인 코로나그래프라는 도구가 있습니다. 행성을 이렇게 드물게 직접 관찰하는 것도 가능했는데, 상대적으로 말하면 행성이 우리와 너무 가까워서 행성과 별 사이에 더 눈에 띄는 분리가 있었기 때문입니다.
이 행성은 목성과 비슷하지만 조금 더 따뜻하고 조금 더 큽니다. 대기가 흐리거나 탄소와 같은 무거운 원소가 많이 있을 수 있다는 몇 가지 징후가 있습니다. 그러나 연구자들은 결론을 내리기 전에 행성의 대기를 더 잘 관찰하기 위해 분광기를 사용하여 더 많은 데이터를 수집하기를 원합니다.
행성을 연구하는 것은 천문학자들이 우리 태양계의 거대 가스 행성뿐만 아니라 이러한 방식으로 관찰하기에는 너무 희미하고 멀리 떨어져 있는 많은 외계 행성에 대해 더 많이 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.
“천문학자들은 수십 년 동안 이 시스템의 행성을 상상해 왔습니다. Epsilon Indi를 공전하는 가상의 행성은 'Star Trek' 에피소드, 소설, Halo와 같은 비디오 게임의 장소였습니다.”라고 오스틴에 있는 텍사스 대학교의 Caroline Morley 팀 멤버가 말했습니다. "실제로 행성을 직접 보고 그 특성을 측정하기 시작하는 것은 정말 신나는 일입니다."
이 연구는 Nature 저널에 게재되었습니다.