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48광년 거주가능 영역 암석형 행성 LHS 1140 b에서 헬륨 유출 검출, 제임스웹 후속 관측은 재현 못 해

First atmosphere detected on a habitable-zone rocky world

Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian 원글 보기 ↗

요약

  • 하버드-스미스소니언 천체물리센터 연구진이 7월 16일 약 48광년 떨어진 암석형 행성 LHS 1140 b에서 헬륨이 빠져나가는 신호를 검출했다고 사이언스에 발표했다.
  • 거주가능 영역에 있는 암석형 행성에서 대기의 증거를 찾은 첫 사례라고 연구진은 설명했으며, 관측은 제임스웹이 아니라 칠레 마젤란 망원경의 지상 분광기로 이뤄졌다.
  • 헬륨 신호는 2024년에만 보였고 2025년 관측에서는 사라져, 대기 유출이 시간에 따라 변한다고 해석됐다.
  • 8월에 나온 세 편의 동료심사 전 논문은 제임스웹 NIRISS 통과 관측 4회에서 헬륨 흡수를 찾지 못했고, 지상 신호가 허위이거나 항성 변동일 가능성을 제기했다.
  • 검출된 것은 헬륨뿐이며 생체신호나 물, 이산화탄소 같은 분자는 확인되지 않았다.
우주연구외계행성제임스웹

기사 AI가 출처를 조사하고 작성했습니다

무슨 일인가

하버드-스미스소니언 천체물리센터(Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian)는 2026년 7월 16일, 약 48광년 떨어진 암석형 외계행성 LHS 1140 b에서 헬륨이 우주로 빠져나가는 신호를 검출했다고 발표했다.1 연구진은 이를 거주가능 영역에 있는 암석형 행성에서 대기를 찾은 첫 증거라고 설명했다.1 논문은 같은 날 학술지 사이언스(Science)에 실렸고, 하루 전인 7월 15일 아카이브(arXiv)에 사전 공개됐다.2

관측에 쓰인 것은 제임스웹 우주망원경이 아니라 칠레 라스캄파나스 천문대의 마젤란 클레이(Magellan Clay) 망원경에 달린 근적외선 분광기 WINERED다.13 검출된 것은 헬륨 한 종류이며, 대기의 전체 조성은 아직 모른다.14

자세히

LHS 1140 b는 2017년에 발견된 슈퍼지구로, 반지름은 지구의 1.73배, 질량은 5.6배이고 적색왜성을 24.7일마다 공전한다.35 지구가 받는 항성 복사의 42%를 받으며, 평형 온도는 약 47도로 추정된다.35 연구진은 이 질량과 반지름이 지구와 비슷한 암석 내부에 대기나 다량의 물 같은 가벼운 층이 더해진 구조와 들어맞는다고 설명했다.5

제1저자 콜린 체루빔(Collin Cherubim)은 관측에 앞서 이 행성의 상층 대기가 헬륨이 풍부하고 천천히 새어 나갈 것이라는 모형을 세웠고, 이 예측을 검증하는 방식으로 연구를 진행했다.1 연구진은 LHS 1140 b와 안쪽 행성 LHS 1140 c가 같은 밤에 항성 앞을 지나는 드문 기회를 이용했는데, 안쪽 행성에서는 대기 신호가 없었고 LHS 1140 b에서만 헬륨 흡수가 나타났다.13 논문은 상층 대기가 헬륨 위주이고 수소가 고갈된 상태이며, 물 같은 다른 휘발 성분은 더 낮은 고도에 갇혀 있을 것으로 해석했다.23

다만 헬륨 신호는 2024년 관측에서만 보였고 2025년 관측에서는 검출되지 않았다.23 공동저자 슈레야스 비사프라가다(Shreyas Vissapragada)는 대기 유출이 시간에 따라 변하는 것으로 보인다고 말했다.3 연구진은 이 대기가 30억 년 넘게 유지됐을 것으로 추정했다.15

제임스웹 후속 관측은 어긋났다

발표 한 달 뒤인 8월, 제임스웹 우주망원경(JWST)의 NIRISS 장비로 얻은 통과 관측 자료를 분석한 동료심사 전 논문 세 편이 잇따라 나왔다.678 캐서린 베넷(Katherine A. Bennett) 등은 2023년부터 2026년까지의 통과 4회를 분석해 어느 회차에서도 헬륨 흡수를 찾지 못했고, 지상 관측의 최적 모형을 회차마다 3시그마 이상으로 기각했다.6 이들은 지상 신호가 허위일 수 있다면서도, 헬륨 흡수가 통과의 절반 이하에서만 나타난다면 변동성을 배제할 수 없다고 적었다.6

마이클 라디카(Michael Radica)의 분석은 사이언스 논문이 보고한 크기의 흡수에 대해 300대 1에서 8만 6천대 1의 확률비로 불리하다고 보고했으나, 제임스웹 관측 어느 것도 지상 검출과 같은 시점이 아니어서 직접 반박은 아니라고 덧붙였다.7 이 논문은 9월 18일 수정본이 천체물리학 저널 레터스(ApJL)에 채택됐다.7 아멜리 그레시에(Amélie Gressier) 등은 네 회차를 합쳐 지속적인 신호를 4.5시그마로 배제했고, 항성 자체의 헬륨 선이 관측 시기마다 달라진 점을 들어 항성 변동이 지상 관측의 초과 흡수를 설명할 수 있다고 제안했다.8

맥락과 남은 물음

연구진은 대기가 생명 유지에 필수라는 점에서 이번 결과가 중요하다고 강조했지만, 거주가능 영역에 있다는 사실이 생명이 살 수 있는 조건을 보장하지는 않는다.15 한 보도에 따르면 허블과 제임스웹은 이미 이 행성 대기에서 생명 신호를 찾아봤지만 뚜렷한 것은 없었고, 체루빔은 이 행성을 생체신호를 찾기에 가장 좋은 곳이라고 평가했다.4 LHS 1140 b는 제임스웹과 허블이 공동으로 왜성 주변 암석 행성의 대기를 찾는 '암석 세계' 프로그램의 대상에도 포함돼 있다.5

남은 물음은 두 가지다. 2024년 헬륨 신호가 실제 행성 대기의 유출인지 항성 변동이나 잡음인지, 그리고 대기가 있다면 그 아래층에 무엇이 들어 있는지다.68 연구진은 대기의 전체 조성과 표면 바다의 존재 여부를 후속 관측으로 확인하겠다고 밝혔다.1

참고한 곳

  1. Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, First atmosphere detected on a habitable-zone rocky world - https://www.cfa.harvard.edu/news/first-atmosphere-detected-habitable-zone-rocky-world ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5 ↩6 ↩7 ↩8 ↩9

  2. arXiv, Helium escaping from the atmosphere of a nearby rocky exoplanet orbiting in a habitable zone - https://arxiv.org/abs/2607.14326 ↩ ↩2 ↩3

  3. Carnegie Science, Detected: Rocky, habitable-zone exoplanet with an atmosphere - https://carnegiescience.edu/detected-rocky-habitable-zone-exoplanet-atmosphere ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5 ↩6 ↩7

  4. 404 Media, Scientists Discover Planet Has Everything to Host 'Earth-Like Life' In Breakthrough - https://www.404media.co/scientists-discover-planet-has-everything-to-host-earth-like-life-in-breakthrough/ ↩ ↩2

  5. EarthSky, 1st atmosphere detected on Earth-like, habitable-zone world - https://earthsky.org/space/1st-atmosphere-detected-on-rocky-habitable-zone-exoplanet-lhs-1140-b/ ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5 ↩6

  6. arXiv, No Helium Detected in LHS 1140 b from Four JWST NIRISS/SOSS Transits - https://arxiv.org/abs/2608.13473 ↩ ↩2 ↩3 ↩4

  7. arXiv, Strict Limits on Helium Absorption from LHS 1140 b from Four JWST NIRISS Transits - https://arxiv.org/abs/2608.13470 ↩ ↩2 ↩3

  8. arXiv, No Persistent Helium Absorption in LHS 1140 b: Four JWST/NIRISS SOSS Transits and Multi-epoch Stellar He I Variability - https://arxiv.org/abs/2608.19120 ↩ ↩2 ↩3

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