제임스 웹 우주망원경, 첫 외계행성 직접 촬영 성공

제임스 웹 우주망원경(JWST)이 외계행성의 실제 모습을 처음으로 포착하는 데 성공했다. 이번에 관측된 행성은 지구에서 약 100광년 떨어진 ‘TWA 7’이라는 어린 별을 도는 ‘TWA 7b’로, 지금까지 직접 촬영된 외계행성 중 가장 작고 차가운 천체로 분석된다. 이 발견은 국제 학술지 네이처(Nature)에 발표됐으며, 외계 생명체 탐사와 행성 형성 이론 연구에 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.

현재까지 발견된 외계행성은 6천 개가 넘지만, 대부분은 별 앞을 지나갈 때 일어나는 밝기 변화를 통해 간접적으로 확인된 것이다. 직접 이미지를 얻는 것은 매우 어렵다. 행성은 스스로 빛을 거의 내지 않고, 인근 별빛에 가려져 탐지하기 힘들기 때문이다. 이 한계를 넘기 위해 웹 망원경은 고감도 장비와 정교한 관측 전략을 동원했다.

‘코로나그래프’로 드러난 TWA 7b의 실루엣

웹 망원경은 항성의 강한 빛을 가리는 ‘코로나그래프’라는 장비를 활용해 행성을 포착했다. 별빛을 차단해 일식과 비슷한 조건을 만든 후, 그 틈 사이로 주변의 희미한 천체를 감지하는 방식이다. 연구진은 TWA 7 주변의 먼지 원반을 분석하던 중, 두 번째 고리 내부의 빈 공간에서 비정상적으로 밝은 신호를 포착했다. 외부 은하나 태양계 외곽 천체일 가능성을 배제한 끝에, 이는 새롭게 확인된 외계행성 TWA 7b로 결론지어졌다.

TWA 7b는 토성과 유사한 질량을 가진 가스형 행성으로, 지금까지 직접 촬영된 외계행성 가운데 가장 질량이 작은 사례다. 연구진은 이 행성의 질량이 목성의 3분의 1 수준일 것으로 추정하며, 웹 망원경의 직접 관측 능력이 약 10배 향상됐다는 점에서 의미가 크다고 평가했다.

지구형 행성 탐사의 출발점

TWA 7은 형성된 지 640만 년밖에 되지 않은 매우 젊은 별로, 주변에 가스와 먼지로 이뤄진 원시 원반이 남아 있다. 이 원반은 지구에서 수직에 가깝게 바라보이는 구조로, 고리 내부를 세밀하게 관측하기에 유리하다. 이러한 환경 덕분에 TWA 7b는 현재 알려진 가장 작고 차가운 외계행성으로 직접 관측될 수 있었다.

연구를 이끈 프랑스 파리 천문대의 앤마리 라그랑주 박사는 “목표는 지구처럼 작고 생명체가 존재할 수 있는 암석형 행성을 찾는 것”이라며, 다양한 외계행성의 특성과 형성과정을 이해하는 것이 그 출발점이라고 설명했다. 연구진은 웹 망원경이 앞으로 더 작은 행성도 포착할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 2028년 가동 예정인 칠레의 초거대망원경(ELT) 등 차세대 장비와의 연계가 외계 생명체 탐사에 결정적 역할을 할 것이라고 전망했다.

손동민 기자/ hello@sciencewave.kr

참고 논문: Anne-Marie Lagrange, Evidence for a sub-Jovian planet in the young TWA 7 disk, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09150-4. www.nature.com/articles/s41586-025-09150-4

자료: Nature