천문학자들은 라스 캄파나스 천문대에 있는 마젤란 점토 망원경의 분광학 데이터를 사용하여 근처 저질량 별 LHS 1140의 거주 가능 구역에서 공전하는 암석 외행성 LHS 1140b에서 헬륨이 빠져나가는 것을 감지했습니다.

LHS 1140은 고래자리 방향으로 약 39광년 떨어진 곳에 위치한 30억년 된 비활성 M형 왜성이다.

Gliese 3053 또는 GJ 3053으로도 지정되며 LHS 1140b, c, d라는 세 개의 행성이 궤도를 돌고 있습니다.

LHS 1140b는 2017년에 발견되었습니다. 질량은 지구 질량의 5.6배이고 반경은 지구 반경 1.73배입니다.

궤도 주기는 24.7일이며 지구가 받는 항성 방사선의 42%를 받아 평형 온도는 226K(섭씨 영하 47도, 화씨 영하 53도)입니다.

하버드 대학의 로빈 워즈워스(Robin Wordsworth) 교수는 “20년 전 우리는 지구형 행성이 또 있을까 궁금했다”고 말했다.

“그런 다음 우리는 그것들이 흔하다는 것을 알게 되었고 거주 가능 구역에서 일부를 발견했습니다. 다음 질문은 그들 중 대기를 유지할 수 있었는지 여부였습니다. 이제 우리는 적어도 하나가 그랬다는 것을 알고 있습니다.”

천문학자들은 라스 캄파나스 천문대의 마젤란 점토 망원경에 있는 WINERED(Warm Infrared Echelle Spectrograph for Extreme Scattering)라는 강력한 장비를 사용하여 2024년에 LHS 1140b를 관찰했으며 대기에서 헬륨이 빠져나가는 증거를 확인했습니다.

카네기 과학 관측소의 천문학자인 슈레야스 비사프라가다(Shreyas Visapragada) 박사는 “수많은 주의 깊은 분석과 스펙트럼을 살펴본 후, 우리는 항성 X-선과 강렬한 자외선 복사로 인한 가열로 인해 2024년에 LHS 1140b의 대기에서 헬륨이 빠져나가고 있다는 것을 확인했습니다.”라고 말했습니다.

“그러나 2025년 우리의 관측에서는 헬륨 누출이 없는 것으로 나타났기 때문에 대기 탈출은 가변적인 것으로 보입니다.”

“인류의 짧은 시간 내에 외계 행성의 분위기 변화를 목격하는 것은 드문 영광입니다!”

이전 관측과 외행성 진화의 정교한 모델을 결합하여 연구자들은 이러한 결과를 해석하여 고도로 층화된 대기의 존재를 나타냅니다.

그들은 이 행성의 상층 대기에는 수소가 부족한 헬륨이 지배적이며, 물과 같은 다른 화학종은 표면에 가까운 낮은 고도에 갇혀 있다고 예측합니다.

그들은 또한 행성 LHS 1140c에서 대기의 증거를 발견하지 못했습니다. 이는 이 두 세계가 소위 우주 해안선의 반대편에 있을 수 있음을 나타낼 수 있습니다.

한편으로는 수십억 년 동안 대기를 유지하는 행성이 있고, 다른 한편으로는 우주에서 빠르게 끓는 대기를 가진 행성이 있습니다.

하버드 대학의 천문학자인 Colin Cherubim 박사는 “행성이 우리가 알고 있는 생명체를 유지하려면 대기가 필수적입니다.”라고 말했습니다.

“다른 별의 거주 가능 구역에 있는 암석 행성에서 대기를 발견한 것은 이번이 처음입니다.”

“거기에 헬륨이 있고 헬륨이 빠져나가기 때문에 문제는 다음과 같습니다. LHS 1140b는 때때로 약간의 가스를 터뜨린 다음 즉시 빠져나가는 대기가 없는 단순한 바위일까요, 아니면 지구처럼 때때로 누출되는 지속적인 대기가 있습니까?” 플로리다 대학의 천문학자인 Jason Dittman 박사는 말했습니다.

“향후 4~5년 동안 Webb 데이터를 통해 물을 찾을 것이며, 대기에 물이 있다면 안정적인 대기가 지속될 가능성이 높습니다.”

그 결과에 대한 연구 논문이 오늘 저널에 게재되었습니다. 과학.

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콜린 케루빔 외. 헬륨은 거주 가능 구역에서 궤도를 도는 인근 암석 외계 행성의 대기에서 탈출합니다. 과학2026년 7월 16일 온라인 출판; 도이: 10.1126/science.aea9708