천문·천체물리
JWST로 TRAPPIST-1c 관측… 별 오염 보정 후에도 이산화탄소 대기 신호 없음
늦은 M형 왜성을 도는 암석형 행성의 투과 분광 관측은 광자 잡음보다 항성 오염(stellar contamination)에 의해 제한되는데, 연구진은 관측 시점마다 가우시안 프로세스로 시간에 따라 변하는 항성 오염을 처리하고 모든 통과(transit) 관측을 동시에 맞추는 분석 틀을 제시했다. 대기가 없는 자매 행성 TRAPPIST-1b의 아카이브 JWST/PRISM 통과 관측 17건과 주입-회수 시험으로 보정한 결과, TRAPPIST-1c의 JWST/NIRSpec PRISM 통과 관측 4건에서 검출 한계는 중간(강한) 증거 기준 146(171)ppm으로, 항성 오염이 없을 경우의 96ppm과 비교된다. TRAPPIST-1c는 CO₂·H₂O·CH₄ 세 분자 모두에 대해 특징 없는 무대기 기준선과 일치하며, CO₂ 형태 신호의 95% 상한 90ppm은 평형온도에서 맑고 등온인 순수 CO₂ 대기(0.1bar 이상)와 CO₂ 1%를 포함한 질소 우세 대기(1bar 이상)를 사실상 배제한다. TRAPPIST-1b 통과 관측 2~10건을 이용한 경험적 스케일링에서 CO₂ 검출 한계는 통과 횟수 k에 따라 k^-0.6로 감소해 10회에서 80ppm에 이르지만, 물 탐색은 약 6회를 넘어서면 +55±34ppm의 항성 바닥값에 제한된다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)