외계행성을 촬영하다 : 허블 발사 19주년 기념뉴스 - 4 -

 

천문학자들은 허블 망원경을 이용하여 처음으로 외계행성의 가시광선 사진을 촬영하는가 하면, 외계행성의 대기구조에 대한 연구도 진행하고 있다. 

허블 우주망원경을 이용한 관측을 통해 남반구의 물고기 자리 방향으로 25광년 떨어져 있는 포말하우트(Fomalhaut)라는 별의 주위를 공전하고 있는 아주 작은 빛이 행성임이 밝혀졌고 이 외계행성은 포말하우트 b(Fomalhaut b)로 명명되었다.

 

이 별은 지름 344억 킬로미터의 거대한 잔해원반에 의해 둘러싸여 있다. 

포말하우트b는 이 원반의 안쪽 모서리로부터 28억 8천 킬로미터 안쪽에서 자신의 별인 포말하우트 주위를 공전하고 있다.

또한 허블 우주망원경을 활용하여 처음으로 목성 크기의 외계행성인 HD 209458b 의 대기를 샘플링한 업적도 놓쳐서는 안될 것이다.

허블은 이 샘플로부터 나트륨, 산소, 탄소 성분을 감지해냈다.

 

또한 다른 행성의 대기로부터는 이산화탄소와 메탄을 발견하기도 했는데 이들 유기화합물들은 적절한 환경에서라면 유기체의 생명작용에 의해서도 발생할 수 있는 원소들이다.

 

목성 크기의 행성인 HD 189733b는 생명이 살기에는 너무나 뜨거운 온도를 가지고 있다.

그러나 허블의 관측결과는 다른 별 주위를 공전하는 외계 행성에서 생명체의 서식에 적합한 기본적인 화학구조를 갖추고 있는지의 여부를 측정가능하다는 대단히 중요한 내용을 시사해주고 있다.

 

따라서 우리은하의 중심부 별 밀집 부분을 관측한다든가, 또는 아직까지 관측된 바 없는 원거리의 외행성계에서 행성 후보군을 관측할 수 있을 것이다.

천문학자들은 우리은하의 중심부에 위치한 목성 정도 크기의 외계행성의 발견을 주도하고 있다.

하늘의 아주 좁은 구역의 관측을 통해, 허블 우주망원경은 변광성 주변을 공전하고 있는 외계행성으로 보이는 천체 16개를 잡아냈다.

 

천문학자들은 우리 은하에서 대략 5퍼센의 별들이 목성 크기의 행성을 가지고 있을 것으로 추측하고 있다.

이러한 수치는 우리 은하에서 이와 같은 행성이 수십억개가 존재할 수 있음을 시사한다.

 

새로 발견된 행성중 5개의 행성은 극단적인 형태의 행성으로 분류되고 있다.

극단주기 행성으로 명명된 이 행성들은 자신의 태양 주기를 지구 시간으로 하루 이내에 공전하고 있는 행성들이다.

이러한 발견들은 천문학자들이 '식(transit)'이라 부르는 현상, 즉, 행성이 자신의 별 전면을 지날때 행성의 대기를 스쳐지나온 빛을 측정함으로써 이루어질 수 있었다. 

 

* 본 블로그에서 다음 외계행성에 관한 포스팅은 하기 링크를 참고하시면 됩니다. - 블로그쥔장 주

HD 80606b : 외계행성의 온도 측정 

HD 189733b : 이산화탄소의 발견 

HD 189733b : 유기분자의 발견 

HD 209458b : 외계행성의 대기구조 분석 

 

 

 

 

 

이 사진은 포말하우트라는 별 주위를 공전하고 있는 행성 포말하우트 b를 허블 ACS가 촬영한 것이다.

사진 우측 하단 하얀색 박스에 나타나 있는 점이 이 행성의 위치를 적시한 것이다.

 

포말하우트 b는 자신의 별 포말하우트를 감싸고 있는 지름 344억 킬로미터의 거대한 잔해고리의 안쪽 모서리를 깎아내면서 공전하고 있다.

 

이 행성은 잔해고리의 안쪽으로 28억 8천 킬로미터 거리, 그리고 자신의 별로부터는 171억 킬로미터 떨어진 거리에서 공전을 계속하고 있다.

 

우측 하단의 박스는 2004년과 2006년 허블 우주망원경으로 관측된 이 행성의 위치 변화를 보여주고 있다.

천문학자들은 이 행성의 자신의 별 주위를 872년마다 한 번씩 공전하는 것으로 계산하였다.

 

사진의 정 중앙에 하얀색 점은 포말하우트의 위치를 나타내는데 포말하우트가 위치한 지역이 검은색으로 나타나고 있는 이유는 허블 ACS의 코로나그래프를 사용하여 별의 밝은 빛을 차단함으로써, 희미한 행성을 부각시키기 위해서이다.

포말하우트 b는 자신의 별 포말하우트에 비하면 10억배 정도 흐리게 나타난다.

 

방사형으로 뻗은 선들은 별빛을 나타내며, 하단 좌측의 붉은 점은 더 멀리 위치한 별이다.

포말하우트계는 남반구 물고기 자리로 25광년 떨어져 있다.

과장된 색채가 사용된 이사진은 2004년 10월과 2006년 7월에 촬영되었다.

 

* '허블사이트'의 게시물들은  허블사이트 http://hubblesite.org 의 뉴스센터 자료들을 번역한 자료들입니다.

 

허블우주망원경 발사 19주년 기념 뉴스 1
허블우주망원경 발사 19주년 기념 뉴스 2
허블우주망원경 발사 19주년 기념 뉴스 3
허블우주망원경 발사 19주년 기념 뉴스 4  : 현재글

 

참고 1>  포말하우트에서 가시광선으로는 최초로 포착된 행성에 관한 이전 기사는 아래 뉴스를 참고하세요. 
              사상 최초로 촬영된 외계행성 (2008년 11월 13일 발표뉴스)

 

참고 2> 포말하우트 b는 행성이 아닌 것으로 최종 확인되었습니다. 2020년 4월 20일에 발표된 아래 뉴스를 참고하세요. 
             포말하우트 b(Fomalhaut b)의 정체 : 미행성체 간의 충돌 흔적일까?

 

원문>

 

Hubble Photographs a Planet

 

Astronomers used Hubble to make the first visible-light snapshot of an extrasolar planet and to explore an exoplanet’s atmosphere.

The Hubble images show the planet, named Fomalhaut b, as a tiny point source of light orbiting the nearby, bright southern star Fomalhaut, located 25 light-years away in the constellation Piscis Australis. An immense debris disk about 21.5 billion miles across surrounds the star. Fomalhaut b is orbiting 1.8 billion miles inside the disk’s sharp inner edge.

The telescope also for the first time sampled the atmosphere of an extrasolar planet, the Jupiter-sized planet HD 209458b. Hubble detected sodium, oxygen, and carbon.

Probing the atmosphere of another extrasolar planet, Hubble discovered carbon dioxide and methane, organic compounds that, under the right circumstances, can be by-products of life processes. The Jupiter-sized planet, called HD 189733b, is too hot for life. But the Hubble observations demonstrate that the basic chemistry for life can be measured on planets orbiting other stars.

Peering into the crowded bulge of our Milky Way Galaxy, Hubble looked farther than ever before to nab a group of planet candidates outside our solar system.

Astronomers used Hubble to conduct a census of Jupiter-sized extrasolar planets residing in the bulge of our Milky Way Galaxy. Looking at a narrow piece of sky, the telescope nabbed 16 potential alien worlds orbiting a variety of stars. Astronomers have estimated that about 5 percent of stars in the galaxy may have Jupiter-sized, star-hugging planets. This discovery means there are probably billions of such planets in our Milky Way.

Five of the newly found planet candidates represent a new extreme type of planet. Dubbed Ultra-Short-Period Planets, these worlds whirl around their stars in less than an Earth day. Astronomers made the discoveries by measuring the slight dimming of a star as a planet passed in front of it, an event called a transit.

ABOUT THIS IMAGE:

This image, taken with the Advanced Camera for Surveys aboard NASA's Hubble Space Telescope, shows the newly discovered planet, Fomalhaut b, orbiting its parent star, Fomalhaut.

The small white box at lower right pinpoints the planet's location. Fomalhaut b has carved a path along the inner edge of a vast, dusty debris ring encircling Fomalhaut that is 21.5 billion miles across. Fomalhaut b lies 1.8 billion miles inside the ring's inner edge and orbits 10.7 billion miles from its star.

The inset at bottom right is a composite image showing the planet's position during Hubble observations taken in 2004 and 2006. Astronomers have calculated that Fomalhaut b completes an orbit around its parent star every 872 years.

The white dot in the center of the image marks the star's location. The region around Fomalhaut's location is black because astronomers used the Advanced Camera's coronagraph to block out the star's bright glare so that the dim planet could be seen. Fomalhaut b is 1 billion times fainter than its star. The radial streaks are scattered starlight. The red dot at lower left is a background star.

The Fomalhaut system is 25 light-years away in the constellation Piscis Australis.

This false-color image was taken in October 2004 and July 2006.

Object Names: Fomalhaut, HD 216956, Fomalhaut b

Image Type: Astronomical

Credit: NASA, ESA, P. Kalas, J. Graham, E. Chiang, E. Kite (University of California, Berkeley), M. Clampin (NASA Goddard Space Flight Center), M. Fitzgerald (Lawrence Livermore National Laboratory), and K. Stapelfeldt and J. Krist (NASA Jet Propulsion Laboratory)