111광년 밖 목성크기 외계행성 발견

프랑스 연구팀, 제임스웹 활용
초기행성 형성과정 새 단서 찾아

138억 년 전 우주의 탄생과 외계 생명체의 신비를 푼다는 목표로 발사된 제임스웹 우주망원경(JWST)이 지구로부터 111광년 떨어져 있는 태양의 약 절반 크기인 어린별(TWA 7) 주변의 원시행성원반 속에서 준목성급 가스형 외계행성(사진)을 직접 발견했다.

프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 안 마리 라그랑주(작은 사진) 박사 연구팀은 26일 과학 저널 ‘네이처’에서 JWST에 탑재된 중적외선 관측장치(MIRI)와 코로나그래프를 이용해 TWA 7 주위 원시행성원반 속에서 목성 질량 0.3배 크기의 외계행성(TWA 7B)을 포착했다고 밝혔다. 연구팀은 이번 발견이 원시행성원반에서 초기 행성이 형성될 때 역학적 과정에 대한 단서를 제공할 것이라고 강조했다.

과학계에서는 새로 형성된 별 주위에서 발견되는 먼지와 가스로 이루어진 원시행성원반에서 물질들이 뭉쳐 행성이 형성되는 것으로 알려져 있다. 원시행성원반은 목성 고리처럼 물질이 흩어져 있는 고리와 그 사이에 틈 구조로 돼 있다.

연구팀은 TWA 7 주위에 있는 세 개의 고리를 가진 원시행성원반에서 행성을 찾기 위해 현재 가장 뛰어난 관측 성능을 지닌 JWST를 사용했다. JWST의 MIRI에 별의 빛을 가려 주변 천체들을 볼 수 있게 해주는 코로나그래프를 장착해 관측하는 방법으로 원시행성원반 고리 속에 있는 TWA 7B를 발견한 것이다.

TWA 7B의 질량과 궤도 특성은 이 행성이 원시행성원반의 첫 번째 고리와 두 번째 고리 사이에서 형성될 경우 갖게 되는 특성과 일치하는 것으로 나타났다. 또 TWA 7B는 TWA 7로부터 52천문단위(AU, 1AU=지구-태양 평균 거리인 1억5000만㎞) 떨어진 궤도에서 공전하는 것으로 나타났다.

연구팀은 “TWA 7B의 질량이 목성의 30% 수준으로 지금까지 영상으로 포착된 외계행성 중 가장 작다”며 “이는 더 작은 외계행성을 영상화하는 연구의 새로운 진전이며 지구에 더 가까운 외계행성을 찾는 데 한 걸음 더 다가갔음을 의미한다”고 밝혔다.

박준희 기자