제임스 웹, 외계 행성 직접 관측 첫 성공

지구 100배, 토성 질량 외계 행성
TWA 7 원시행성원반에서 발견

111광년 밖의 별 'TWA 7'(가운데)과 주변을 둘러싼 원시행성원반 3개(R1, R2, R3), 텅 비어있는 것처럼 보이는 외계행성 'TWA 7B'(오른쪽 상단 CC#1). 사진=프랑스 국립과학연구원 앤 마리 라그랑주 연구팀

현존하는 최고 성능의 우주망원경 제임스 웹이 처음으로 외계행성의 모습을 직접 담는데 성공했다.

프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 앤 마리 라그랑주 박사팀은 제임스 웹으로 포착한 외계행성 'TWA 7B'를 직접 관측하고 관련 논문을 25일(현지시간) 과학저널 네이처에 게재했다.

연구팀은 제임스 웹에 중적외선 관측장치(MIRI)와 코로나그래프를 이용해 111광년 떨어져 있는 태양 절반 크기의 어린별(TWA 7) 주위 원시행성원반에서 준목성급 가스형 외계 행성을 발견했다.

영국 가디언에 따르면 인류는 1992년 처음으로 외계 행성을 발견했다. 이후 6000여 개의 외계 행성이 더 발견됐지만, 직접 관측이 아닌 외계 행성이 모항성을 지나면서 만들어지는 그림자를 포착하는 등 간접적인 관측이 대다수다.

111광년 밖의 'TWA 7'(가운데)과 코로나, 외계행성 'TWA 7B'(오른쪽 상단 주황색). 사진=유럽우주국(ESA)/프랑스 국립과학연구원 앤 마리 라그랑주 연구팀

외계 행성은 모항성보다 빛을 적게 내기 때문에 모항성의 빛에 가려 관측하기가 어렵다. 이에 연구팀은 일식 효과를 재현할 수 있는 장치를 설계해 망원경에 부착한 뒤, 별에서 나오는 빛을 줄여 모항성 TWA 7의 원시행성원반 속에 있는 'TWA 7B'를 관측하는 데 성공했다.

'TWA 7B'의 질량은 토성과 유사한 수준으로 지구의 약 100배, 목성의 0.3배로 추정된다. 태양계 밖에서 직접 관측한 행성 중 가장 가볍다. 기존 발견한 외계 행성의 10분의 1 수준 질량이다.

우주망원경이 외계 행성을 직접 관측한 사례는 이전에도 있었지만, 제임스 웹이 가장 작은 질량의 외계 행성을 발견했다는 데 의의가 있다.

행성의 나이는 약 640만년으로 추정되며 온도는 320켈빈(섭씨 47도) 정도로 젊고 차가운 행성이다. 별의 나이로 '중년'인 태양은 약 46억년정도 됐다.

연구팀은 이번에 발견한 행성이 매우 어리기 때문에 행성계의 초기 발달 단계를 엿볼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

서희원 기자 shw@etnews.com