NASA는 60광년 떨어진 항성 ‘14 헤르쿨리스(14 Herculis)’ 주위를 도는 극저온 외계행성 ‘14 헤르쿨리스 c’를 제임스 웹 우주망원경(JWST)으로 최초로 직접 촬영했다고 최근 발표했다. 이번 성과는 궤도가 서로 교차하는 ‘비정렬(planar misalignment)’ 구조를 가진 행성계에서 외계행성을 촬영한 첫 사례로 기록된다.
이번 관측은 웹 우주망원경의 근적외선카메라(NIRCam)가 수행했다. 연구팀은 행성의 광도를 측정하고 궤도·대기 화학 조성까지 분석하며, 예상보다 희미한 광도로부터 대기내 '탄소 불평형 화학'(Carbon Disequilibrium Chemistry)을 확인했다. 이는 갈색왜성과 유사한 대기 대류현상으로, 낮은 온도에서도 예상과 다른 형태의 탄소화합물이 존재함을 뜻한다.
14 헤르쿨리스 c는 목성 질량의 약 7배에 달하며 표면 온도는 섭씨 -3도(화씨 26도)로, 지금까지 직접 촬영된 외계행성 중 가장 차가운 것으로 평가된다. 별에서 약 1.4억 마일 떨어져 있으며, 이 궤도는 태양계의 토성과 천왕성 사이 정도에 해당한다.
특히 이 항성계는 두 행성이 서로 다른 궤도면을 약 40도 기울어진 채 교차하며 돌고 있어, 학계에서는 초기 형성 과정에서 제3의 행성이 튕겨나간 ‘행성 산란’ 시나리오로 설명한다.
연구팀은 향후 분광학적 후속 연구를 통해 행성 대기의 상세한 조성, 궤도 진화 과정 등을 규명할 계획이다.
이번 연구는 극저온 물체의 고감도 적외선 관측, 복잡한 대기 화학 반응의 실시간 분석 기술을 증명했다는 점에서, 국내 센서기업·AI 데이터 분석 솔루션 기업이 우주·항공 관측, 극한 환경 센서, AI 예측 모델 개발에 직접 적용할 수 있는 유용한 사례다.
제임스 웹 우주망원경(JWST)은 NASA가 유럽우주국(ESA)과 캐나다우주국(CSA)과 협력해 개발·운용하는 인류 역사상 가장 강력한 우주망원경으로, 지구에서 약 150만 km 떨어진 태양-지구 L2 라그랑주 점에서 우주를 관측하며 직경 6.5m의 금도금 육각형 거울 18개로 기존 허블망원경보다 약 6배 많은 빛을 모을 수 있다. 가시광선의 붉은 영역부터 근적외선·중적외선(600~28,500nm)까지 폭넓게 탐지해 은하, 외계행성, 별의 형성 등 우주의 다양한 비밀을 밝히고 있다.
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