외계행성, 암흑 물질 등: JWST의 위대한 발견
제임스 웹 우주망원경은 이미 우리를 놀라게 했지만, 최고는 아직 천문대에서 나오지 않았다고 미션 팀원들은 말했습니다.
“망원경에서 나오는 훌륭한 작업이 많이 있습니다.” 스테파니 밀람(Stephanie Milam) 제임스 웹 우주 망원경 (JWST) 부 행성 과학 프로젝트 과학자는 화요일 (3 월 14 일) 텍사스 오스틴에서 열린 Southwest Conference and Festivals (SXSW)에서 청중에게 말했습니다.
메릴랜드 주 그린벨트에 있는 NASA의 고다드 우주비행센터 천체화학연구소의 Milam은 덧붙였다.
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핫, 새롭게 출시된 WR 124의 JWST 이미지그리고 이상하고 거대한 별은 이미 자신의 질량의 10배를 흘렸습니다. 태양그리고 한 예입니다. JWST가 과학 작업을 시작한 직후인 지난 여름에 촬영한 이미지의 장엄함은 망원경의 근적외선 및 중적외선 장비가 21.3피트(6.5m) 폭의 거울의 우수한 광학 장치와 결합하여 어떻게 가능한지 보여줍니다. 과학자들에게 세부 사항을 보여주기 위해 점성가들은 전에 그녀를 본 적이 없었습니다.
WR 124의 경우 근적외선 카메라(NIRCam)와 중적외선 기기(MIRI)의 데이터를 통해 WR 124를 둘러싼 먼지 덩어리 구조가 밝혀져 천문학자들이 어떻게 먼지가 생성되는지 더 잘 이해할 수 있게 되었습니다. 존재하는 먼지 입자의 크기와 양, 그리고 다른 “Wolf-Rayet” 별에서 나온 먼지가 은하수의 전체 먼지 함량에 기여하는 방식은 다음 세대로 재활용됩니다. 별 그리고 행성.
Milam은 SXSW 행사에서 “우리가 정말 많은 새로운 정보를 얻는 한 분야는 스타가 탄생할 때입니다.”라고 말했습니다. “[We’re] 이전에는 없었던 완전히 새로운 감도와 세부 사항을 통해 우리가 결코 할 수 없었던 방식으로 별 형성을 이해합니다. 우리는 단지 별이 형성되는 것을 지켜보는 것이 아닙니다. 우리 은하하지만 다른 나라에서도 은하 …그리고 우리는 은하계에 대한 이해를 위해 사용했던 이러한 세부 정보를 지금 얻고 있습니다. 존재. 이 분야의 일부가 되어 태양이 어떻게 어떻게 탄생했는지 이해하는 것은 정말 신나는 시간입니다. 태양계가 형성되었다이것은 우리에게 그것을 처음으로 실제로 보여줍니다.”
가시 광선 파장에서 불투명한 별 형성 지역을 둘러싸고 있는 먼지투성이 가스 구름을 통해 JWST의 적외선 보기는 이러한 중요한 세부 사항을 알아낼 수 있습니다. 그러나 천문학자들은 단지 별과 행성이 어떻게 형성되는지 알고 싶어하지 않습니다. 그들은 또한 그들이 어떻게 발전했는지 더 알고 싶어합니다. 이것은 WR 124의 관측이 들어오는 곳입니다. 성운의 바깥층에서 나오는 중심 별은 우리 태양의 30배의 질량을 가지고 있으며 결국 다음과 같이 폭발할 것입니다. 초신성. JWST는 또한 행성에 대해서도 동일한 작업을 수행할 것을 약속합니다.
우리 태양계의 행성은 하나의 출발점입니다. “우리는 제임스 웹 우주망원경으로 태양계를 관찰할 것이고, 우리는 그것을 해냈습니다.”라고 Milam이 말했습니다. 멋진 사진 화성그리고 목성 그리고 해왕성 JWST 팀에서 이미 공개했으며 메모 추가 DART 효과 2022년 9월 소행성 디모르포스에서.
“우리는 JWST가 지구 근처에서 가리킬 수 있는 태양계의 모든 것을 모니터링할 것입니다. 소행성그리고 혜성그리고 성간 물체우리가 가장 좋아하는 작은 행성을 포함하여 우리 태양계의 먼 곳에 있는 모든 행성과 위성, 명왕성따라서 앞으로 더 많은 일이 있을 것이라고 Milam이 말했습니다.
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태양계 밖에는 다른 별을 공전하는 더 많은 행성이 있습니다. 이상 5,000개의 외계 행성 지금까지 발견된 행성들은 목성보다 큰 거대한 거인부터 화성 크기의 작은 세계까지 크기가 다양합니다. 그러나, 더 쉬운 외행성 뜨거운 목성을 연구하기 위해 – 가스 거인 그것은 가장 강한 신호를 생성하기 때문에 단지 수백만 마일의 궤도 반경에서 호스트 스타에 가깝게 궤도를 돌고 있습니다.
JWST에 대한 초기 외계행성 결과도 뜨거운 목성에서 나왔습니다. WASP-39b, 700 광년 떨어진 거대한 행성. James Webb 망원경은 별의 표면을 통과(통과)할 때 별의 빛 중 일부가 행성의 대기를 통과하는 통과 분광법을 수행합니다. 이 빛은 행성 대기 내의 분자에 의해 흡수되며, 다른 분자는 다른 파장에서 빛을 흡수합니다. WASP-39b 대기의 JWST 스펙트럼은 천문학자들이 관련 분자를 식별할 수 있게 해주는 흡수선을 보여주며 지금까지 외계행성의 대기를 가장 자세하게 보여줍니다.
NASA의 니콜 콜론(Knicole Colon)은 “우리는 이미 JWST 데이터가 매우 우수하고 정확하여 우리가 실제로 볼 것으로 예상하지 못했던 먼 외계 행성 대기에서 추가 분자를 감지할 수 있다는 것을 확인했습니다.”라고 말했습니다. SXSW 이벤트와 JWST의 외계 행성 과학 부 프로젝트 과학자입니다.
이러한 분자 중 하나인 이산화황은 광화학 반응에 의해 WASP-39b의 대기에서 생성되었습니다. 즉, 대기의 원자와 분자에 대한 햇빛의 작용에 의해.
“우리는 문자 그대로 우리가 볼 수 있을 것이라고 생각하지 않았습니다. [the results of these chemical reactions] 콜론의 말: JWST와 함께. “우리는 그것이 훌륭한 망원경이 될 것이라는 것을 알고 있었지만 [the detection of sulfur dioxide was] 그래도 예상보다 훨씬 낫다.”
이것은 JWST 연구와 점점 더 많은 외계 행성이 표시됨에 따라 천문학자들에게 해당 행성의 형성과 진화에 대해 가르칠 수 있는 새롭고 흥미로운 발견이 거의 확실하게 목록에 포함될 것임을 의미합니다. 예를 들어, 행성 대기의 가스 혼합물은 행성이 별에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 대한 몇 가지 지표를 제공할 수 있습니다.
JWST 이전에는 외계 행성 대기에 대한 연구가 뜨거운 목성에 국한되었지만 JWST는 이제 더 작은 대기를 목표로 하기 시작했습니다. 지구 크기의 행성, 또한. 바위 같은 세계에 대한 참고 사항 트라피스트-1 예를 들어 시스템은 연속적이지만 이러한 행성은 뜨거운 목성보다 훨씬 작고 희미한 적색 왜성을 공전하기 때문에 JWST가 대기에서 세부 정보를 추출하는 데 훨씬 더 오래 걸립니다. 그러나 향후 몇 년 동안 TRAPPIST-1 행성 및 기타 유사한 세계의 일부 결과는 우리가 자신의 행성을 보는 방식을 바꿀 수 있습니다. 땅 우주적 맥락에서.
Colón은 “우리는 아직 모든 외계 행성 데이터를 해독하는 초기 단계에 있습니다.”라고 말했습니다. “우리가 원하는 것은 이러한 시스템을 비교하고 ‘지구와 유사한 점이 있습니까?’라고 말하는 것입니다.” 우리와 같은 크기의 이 행성들에 대해 우리가 배운 것을 보게 되어 기쁩니다. 항상 같은 온도가 아닐 수도 있고 액체 상태의 바다가 있는 표면이 없을 수도 있지만 일반적인 대기에 대해 더 많이 알 수 있을 것으로 기대합니다. 대기 중에 물이 있습니까? 이산화탄소가 있습니까? 우리가 더 잘 이해할 수 있도록 연결하고 관련시킬 수 있는 친숙한 것이 있습니까? [whether] 거기에 또 다른 삶이 있습니까? “
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그 대답이 무엇이든, 그들은 다가오고 있으며 JWST가 결국 역사적인 랜드마크가 될 수 있는 발견을 함에 따라 향후 몇 년은 매우 흥미진진할 것입니다.
Milam은 “JWST와 함께한 과학의 처음 2년은 생명체가 다른 행성에 존재할 수 있는지 여부에 대한 거대한 새로운 질문과 도전의 문을 열 것”이라고 말했습니다.
거주 가능한 외계 행성에 대한 검색만큼 상상력을 사로잡는 또 다른 미스터리는 어두운 우주, 특히 암흑 물질은하와 은하단에서 관찰되는 여분의 중력을 담당하는 신비한 물질이며, 암흑 에너지우주를 팽창시키는 미지의 힘.
“우리는 우주의 전체 에너지 물질 함량의 약 75%가 우리가 암흑 에너지라고 부르는 이 신비한 물질이라고 생각합니다. 또 다른 20% “암흑물질이라고 하는 또 다른 신비한 물질인가요?” 밀람이 말했다. 천문학자들이 어떤 것이 무엇인지 모를 때 우리는 그것을 암흑이라고 부릅니다. 놀랍습니다… 수 천억 개의 은하계, 수조 개의 별, 셀 수 없이 많은 행성이 모두 전체 우주의 약 5%를 차지합니다. 그리고 나머지, 나머지 95%는 그것이 무엇인지 모릅니다.
암흑 물질은 은하를 둘러싼 보이지 않는 후광에 놓여 있어 Milam은 암흑 물질을 은하가 놓여 있는 “발판”으로 묘사했습니다.
“JWST는 암흑 물질을 구체적으로 식별하는 데 도움이 될 것입니다.”라고 Milam은 말했습니다. “은하가 시간이 지남에 따라 어떻게 변하는지 연구함으로써 우리는 암흑 물질에 대해 더 많이 배울 수 있습니다.”
JWST는 암흑 물질이 무엇인지 감지할 수 없습니다. 그것은 입자 물리학자들에게 달려 있습니다. 그러나 은하 주변의 암흑 물질의 거동을 관찰함으로써 천문학자들은 그것의 특성 중 일부를 제한할 수 있을 것이며, 이는 물리학자들이 그 성질을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구원들은 Vera Rubin이 1970년대에 처음으로 암흑 물질의 존재를 확인한 이후로 이 질문을 해왔으며 James Webb 망원경은 천문학자들이 우리의 이해에서 큰 도약을 하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
한편, JWST의 새로운 발견은 계속됩니다.
Milam은 “망원경에서 나온 훌륭한 작업이 많다고 말할 수 있습니다.”라고 말합니다. “우리는 앞으로 출판될 보도 자료의 대기자 명단이 있기 때문에 매우 신나는 시간입니다. 매주 우리는 무언가를 발표하므로 계속 지켜봐 주시면 놀랄 것입니다.”
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