NASA의 제임스 웹 우주망원경이 어린 별 주위의 버거 모양의 원반을 관찰하고 있습니다.

천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 어린 별 주위에 버거 모양의 행성 원반을 매핑했습니다. 빙하 시대 팀은 망원경을 사용하여 약 45억 년 전에 태양계 행성이 출현한 구조인 원시 행성 디스크 내부의 얼음에 대한 최초의 상세한 목록을 작성했습니다.

Leiden University의 수석 저자이자 과학자인 Erdjan Sturm은 지구와 다른 천체의 형성에 대한 이해를 발전시키는 데 있어 이러한 노력의 중요성을 강조했습니다. “이러한 관찰을 통해 우리는 이제 별과 행성 형성의 물리학과 화학에 대해 더욱 단호한 진술을 할 수 있게 되었습니다.”라고 Sturm은 성명에서 말했습니다.

이것이 중요한 이정표인 이유는 무엇입니까?

Space.com이 설명했듯이 얼음은 고체 먼지 입자가 원시 행성 원반에 축적되어 행성 진화를 위한 구성 요소를 형성할 수 있게 해줍니다. 더욱이 얼음에는 생명체를 구성하는 원자재인 탄소, 수소, 산소, 질소와 같은 기본 분자가 포함되어 있습니다.

다른 별의 원시행성 원반에 있는 얼음을 연구하는 과제는 지구의 대기가 물로 가득 차 있고 이러한 원반이 약하기 때문에 천문학자들이 오랫동안 회피해 왔습니다. 그러나 고해상도 적외선 기능을 갖춘 제임스 웹 우주 망원경은 이제 이러한 과제를 극복하고 상세한 관측을 제공합니다.

이 연구를 수행하기 위해 빙하 시대 팀은 약 600광년 떨어진 HH 48 NE로 알려진 젊은 별에 대해 제임스 웹 우주 망원경을 훈련시켰습니다. 원시행성 원반의 우주 “도넛”을 통과하는 별의 경로는 우리의 측면 시력으로 인해 햄버거와 같은 환상을 만듭니다.

HH 48 NE의 별빛이 원시행성 원반을 통과할 때 원반의 분자와 상호작용하여 빛에 뚜렷한 흔적을 남겼습니다. 천문학자들은 모두 얼음 형태의 암모니아, 시안산염, 황화카르보닐, 중이산화탄소의 특징을 확인했습니다. 특히, 연구팀은 중이산화탄소와 ‘정상’ 이산화탄소의 비율을 계산하여 이 일반적인 지구 분자의 구성에 대한 통찰력을 제공했습니다.

이 연구에서 흥미로운 발견 중 하나는 일산화탄소 얼음과 휘발성이 덜한 이산화탄소 및 물이 혼합될 가능성이 있다는 것인데, 이는 젊은 별과의 근접성에 대한 이전 추정에 도전합니다. 이는 탄소 함량이 높은 행성이 이전에 생각했던 것보다 별 주위의 더 가까운 궤도에 형성될 수 있음을 시사합니다.

JWST 아이스 에이지 프로젝트의 첫 번째 결과는 2023년 12월 6일 천문학 및 천체 물리학 저널에 게재되었으며, 이는 행성 형성의 비밀을 밝히는 데 중요한 단계를 나타냅니다. 공동 저자인 라이덴 대학의 멜리사 맥클루어(Melissa McClure)는 “이제 결과가 나오기 시작했다”며 결과에 만족한다고 말했습니다.

연구팀은 행성 구성에 대한 우리의 이해를 재구성할 수 있는 유사한 탄소 기반 얼음 혼합물의 존재를 검증하기 위해 관찰을 다른 원시행성 원반으로 확장할 계획입니다.