CHEOPS, 외계 행성에서 '무지개' 감지

과학 운영 센터가 제네바 대학(UNIGE)에 위치한 CHEOPS 우주 망원경은 신비한 외계 행성 WASP-76b에 대한 새로운 정보를 제공하고 있습니다. 이 초고온 거성은 동쪽 끝자락(밤쪽과 낮쪽을 구분하는 가상의 선)에서 관찰된 빛의 양과 서쪽 끝자락에서 관찰된 빛의 양 사이의 비대칭성이 특징입니다. 이러한 특이성은 외계 행성이 공전하는 ‘태양’인 별에서 나오는 빛이 구름에 반사될 때 발생하는 무지개와 유사한 발광 현상인 ‘영광’ 때문인 것으로 생각됩니다. 완벽하게 균일한 물질로 구성되어 있습니다. 만약 이 가설이 확인된다면, 이는 태양계 외부에서 이러한 현상이 처음으로 감지되는 사례가 될 것입니다. 유럽우주국(ESA)과 베른대학교(UNIBE)가 공동으로 수행한 이 연구는 천문학 및 천체 물리학.

WASP-76b는 매우 뜨거운 거대 행성입니다. 수성은 우리 태양을 공전하는 것보다 12배 더 가까운 모성을 공전하며, 지구에서 태양 방사선의 4,000배 이상을 받습니다. ”외계 행성은 별에서 나오는 강렬한 방사선에 의해 ‘팽창’됩니다. 따라서 사촌인 목성보다 질량은 10% 적지만 크기는 거의 두 배에 달합니다.”라고 UNIGE 과학부 천문학과 조교수이자 이번 연구의 공동 저자인 Monika Lendl은 설명합니다.

WASP-76b는 2013년 발견 이후 천문학자들의 집중 조사 대상이 되어 왔습니다. 이상하게 지옥 같은 그림이 나타났습니다. 행성의 한쪽 면은 항상 별을 향하고 있으며 온도는 섭씨 2,400도에 이릅니다. 지구상의 암석을 형성하는 요소들은 이곳에서 녹아 증발한 후 약간 더 시원한 밤에 응결되어 녹은 철비를 내리는 철 구름을 만듭니다.

CHEOPS의 중요한 기여

천문학자들에게 가장 충격적인 관찰 중 하나는 행성의 두 터미네이터 사이의 비대칭입니다. 터미네이터는 행성의 낮과 밤을 구분하는 가상의 선입니다. WASP-76b의 경우, 관측 결과 터미네이터에서 나오는 빛의 양이 서쪽에 있는 것보다 행성 동쪽에서 증가하는 것으로 나타났습니다.

이 수수께끼를 풀기 위해 천문학자들은 CHEOPS 우주 망원경으로 3년에 걸쳐 23개 이상의 관측을 사용했습니다. 스위스가 조종하고 UNIGE 천문학부에 과학 운영 센터를 두고 있는 ESA 위성은 행성의 수많은 2차 일식(별 뒤를 지나갈 때)과 여러 위상 곡선(태양의 완전한 공전 동안 지속적인 관찰)을 관찰했습니다. 행성).

이 새로운 데이터를 다른 망원경(TESS, 허블, 스피처)의 데이터와 결합하여 천문학자들은 행성 동쪽의 과도한 광속을 설명하기 위한 놀라운 가설을 제시할 수 있었습니다. 강력하고 국소적이며 이방성인 반사, 즉 방향에 의존하는 반사는 우리가 영광이라고 부르는 것입니다.’라고 포르투갈의 Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço 연구원이자 이번 연구의 주요 저자인 Olivier Demangeon은 설명합니다.

우리 태양계 밖에서 처음으로

영광은 지구상에서 흔한 현상입니다. 그들은 금성에서도 관찰되었습니다. 무지개와 비슷한 효과는 완벽하게 균일한 물방울로 구성된 구름에 빛이 반사될 때 발생합니다. 지구의 경우 물방울은 물로 만들어지지만 WASP-76b에 있는 이 물방울의 성질은 여전히 ​​미스터리로 남아 있습니다. 철일 수도 있는데, 이는 이미 행성의 극도로 뜨거운 대기에서 감지되었기 때문입니다. WASP-76b에서 이 현상이 감지된 것은 태양계 외부에서는 처음입니다.

”우리 태양계 밖에서 그러한 영광이 관찰된 적이 없는 이유는 이 현상에는 매우 구체적인 조건이 필요하기 때문입니다. 우선, 대기 입자는 거의 완벽한 구형이어야 하고, 완전히 균일해야 하며, 오랜 시간 동안 관찰할 수 있을 만큼 충분히 안정적이어야 합니다. 이 물방울은 행성의 모항성에 의해 직접 조명되어야 하며 관찰자(이 경우 CHEOPS)는 올바른 위치에 있어야 합니다.’라고 Olivier Demangeon은 설명합니다.

확인 결과

WASP-76b의 동쪽 터미네이터에 있는 이 흥미로운 빛의 과잉이 영광이라는 것을 확실하게 확인하려면 추가 데이터가 필요할 것입니다. 이 확인은 최소 3년 동안 존재했거나 끊임없이 스스로를 갱신하는 완벽한 구형 물방울로 구성된 구름의 존재를 입증합니다. 그러한 구름이 지속되려면 대기 온도도 시간이 지나도 안정적이어야 합니다. 이는 WASP-76b에서 무슨 일이 일어날 수 있는지에 대한 흥미롭고 자세한 통찰력입니다.

이렇게 먼 거리에서 이러한 작은 현상을 감지하면 과학자와 엔지니어는 마찬가지로 중요한 다른 현상도 식별할 수 있습니다. 예를 들어, 액체 호수와 바다에 별빛이 반사되는 것은 거주 가능성에 필요한 조건입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/04/240405130420.htm