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[광화학, 외계 행성에서 확인] 처음으로 우리 태양계 너머의 행성에서 광화학이 일어나고 있음이 확인되었다. JWST(제임스 웹 우주 망원경)는 WASP-39b 대기에서 이산화황을 포함한 다양한 시그니처를 감지했다.

https://www.futuretimeline.net/blog/2022/11/27-photochemistry-exoplanet-first-detection.htm

JM Kim | 기사입력 2022/11/30 [00:00]

[광화학, 외계 행성에서 확인] 처음으로 우리 태양계 너머의 행성에서 광화학이 일어나고 있음이 확인되었다. JWST(제임스 웹 우주 망원경)는 WASP-39b 대기에서 이산화황을 포함한 다양한 시그니처를 감지했다.

https://www.futuretimeline.net/blog/2022/11/27-photochemistry-exoplanet-first-detection.htm

JM Kim | 입력 : 2022/11/30 [00:00]

광화학은 빛이 유발하는 화학 반응의 결과이다. 이 과정은 지구 생명체의 기본이다. 예를 들어 오존을 생성하여 강한 자외선(UV) 광선으로부터 우리를 보호한다.

 

700광년 떨어진 태양과 같은 별 주위를 도는 목성 크기의 행성인 WASP-39b에 대한 새로운 관측은 대기 중에 이전에 본 적이 없는 분자인 이산화황의 존재를 확인했다.

 

제임스 웹 우주 망원경은 이전에 WASP-39b를 연구했다. 8월에는 이산화탄소에 대한 최초의 명확한 증거를 포착했다. 이제 그것은 다시 한 번 지구에 매우 민감한 장비를 집중시켜 고립된 성분뿐만 아니라 원자, 분자의 전체 메뉴, 심지어 끓는 대기에서 활성 화학 및 구름의 징후까지 드러냈다. 이전 망원경보다 훨씬 상세한 이 최신 데이터는 제임스 웹 우주 망원경의 놀라운 기능을 보여주고 생체특징을 밝힐 수 있는 향후 발견 가능성을 암시한다.

 

 

새로운 결과에 기여한 하버드와 스미소니언 천체물리학 센터의 천문학자 Mercedes López-Morales "데이터에 포함된 여러 다른 분자에서 나오는 신호의 선명도는 놀랍다."고 말한다. "우리는 이러한 신호를 많이 보게 될 것이라고 예측했지만 처음 데이터를 보았을 때 경외감이 들었다."

 

최신 데이터는 이와 같은 "뜨거운 목성" 외계 행성의 구름이 가까이에서 어떻게 나타날 수 있는지에 대한 이해를 향상시킨다. 그것들은 지구 전체에 걸쳐 하나의 균일한 담요가 아니라 부서질 가능성이 높다 제임스 웹 우주 망원경 기기는 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 칼륨(K), 나트륨(Na), 이산화황(SO2), (H2O) 등 총 6종의 화학종을 감지했다. 웹은 8월 이전 연구보다 훨씬 더 높은 해상도로 이산화탄소를 관찰하여 이번에는 두 배의 데이터를 제공했다.

 

이러한 완전한 화학 유형 목록을 갖는 것은 과학자들에게 탄소 대 산소 또는 칼륨 대 산소 비율과 같은 서로 관련된 다양한 원소의 풍부함을 알려줄 수 있다. 그것은 차례로 이 행성과 아마도 다른 행성이 젊은 시절에 모항성을 둘러싼 가스와 먼지 원반에서 어떻게 형성되었는지에 대한 통찰력을 제공한다. WASP-39 b의 경우 화학 물질 목록은 작은 행성의 충돌과 병합의 역사를 암시하여 궁극적으로 거대한 행성을 만들었다.

 

이 발견은 제임스 웹 우주 망원경의 장비가 TRAPPIST-1 시스템과 같은 더 작고 암석이 많은 행성의 대기를 포함하여 모든 유형의 외계 행성에 대한 광범위한 조사를 수행할 수 있는 능력에 좋은 징조이다.

 

"우리는 [이 임무]까지 접근할 수 없는 광범위한 적외선 스펙트럼과 화학적 지문의 파노피를 함께 제공하는 여러 장비로 외계 행성을 관찰했다. 이 새로운 연구를 조정하는 데 기여하고 도움을 주었다. "이와 같은 데이터는 게임 체인저이다."

 

일련의 발견은 5개의 과학 논문 세트에 자세히 설명되어 있으며 그 중 3개는 출판 중이고 2개는 현재 동료 검토 중이다. 그 중 외행성 대기에서 이산화황(SO2)이 처음으로 감지되었다. 지구에서도 상층 대기의 보호용 오존층이 비슷한 방식으로 생성된다.

 

 

UC Santa Cruz 연구원인 Kazumasa Ohno "수소에 비해 유황이 풍부하다는 것은 행성이 아마도 [이러한 성분을] 대기로 전달할 수 있는 미행성체의 상당한 축적을 경험했음을 나타낸다."고 말했다. "데이터는 또한 산소가 대기의 탄소보다 훨씬 더 풍부하다는 것을 나타낸다. 이것은 WASP-39 b가 원래 중앙 별에서 멀리 떨어진 곳에서 형성되었음을 잠재적으로 나타낸다."

 

"이산화황을 탐지함으로써 우리는 외계 행성의 대기에서 처음으로 황 원자에 접근할 수 있다. 이산화탄소와 물의 탐지와 함께 우리에게 산소와 탄소 원자에 대한 접근을 제공함으로써 이것은 건물이 무엇인지에 대한 훨씬 더 전체적인 관점을 제공한다. 이 행성의 블록이 있었을 수도 있다.

 

WASP-39 b의 빛을 보기 위해 웹은 별 앞을 지나는 행성을 추적하여 별의 빛 중 일부가 행성의 대기를 통과하도록 했다. 대기에 있는 다양한 화학 물질은 별빛 스펙트럼의 다양한 색상을 흡수하므로 천문학자들은 누락된 색상을 통해 어떤 분자가 존재하는지 알 수 있다. 수백 명의 국제 팀이 웹의 정밀하게 보정된 기기 모드의 데이터를 독립적으로 분석했다.

 

수소가 풍부한 대기와 870°C(1,600°F)의 예상 온도를 가진 거대 가스 행성인 WASP-39 b는 생명체가 존재할 가능성이 거의 없다. 그러나 새로운 작업은 지구와 더 유사한 행성에서 잠재적인 생명체의 증거를 찾는 방법을 제시한다.

 

López-Morales "작은 지구형 행성의 대기에서 우리가 무엇을 발견하는지 기대하고 있다."고 덧붙였다.

 

 

 
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