지구와 온도 비슷한 외계 행성 찾았다

국제 연구진, 40광년 떨어진 물고기자리서 발견
섭씨 40도, 별에서 오는 에너지는 지구·금성과 비슷

호주 서던퀸즈랜드대 천체물리학센터 연구진이 관측한 외계행성 '글리제 12b' 상상도(오른쪽). 왼쪽에 보이는 밝은 천체가 이 행성이 공전하는 적색왜성인 글리제 12이다./NASA

지구와 온도가 비슷한 것으로 추정되는 외계 행성이 발견됐다. 태양계 밖에서 발견한 이 행성의 온도 추정치가 맞는다면 물과 생명체가 존재할 가능성이 크다. 천문학계는 외계 행성의 대기를 분석해 생명체의 존재 가능성을 평가할 예정이다.

호주 서던퀸즈랜드대 천체물리학센터의 던칸 라이트(Duncan Wright) 교수가 이끈 국제 공동 연구진은 “40광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어진 곳에서 지구와 온도가 비슷한 외계 행성을 발견했다”고 영국 ‘왕립천문학회 월간 보고’에 24일 공개했다. 이번 관측은 호주·영국 연구진과 미국·일본 연구진이 각각 수행했다.

연구진이 발견한 외계 행성은 ‘글리제(Gliese) 12b’다. 이 행성은 물고기자리에 있는 적색왜성(赤色矮星)인 글리제 12를 12.8일에 한 번씩 돈다. 적색왜성은 태양보다 작고 더 차가운 유형의 별을 말한다. 적색왜성이 에너지를 적게 방출하는 만큼 공전하는 행성이 생명체에 필요한 물을 가질 정도 온도를 가지려면 가까운 궤도를 돌아야 한다.

글리제 12b의 온도 추정치는 섭씨 42도다. 지금까지 확인된 외계 행성 5000여개 대부분보다 온도가 낮다. 다만 대기가 없다고 가정하고 계산했기 때문에 추가 연구에 따라 온도 추정치는 수정될 수 있다고 연구진은 밝혔다. 만약 금성처럼 대기가 이산화탄소로 이뤄져 온실효과가 극심하다면 온도는 예상보다 훨씬 높아질 수 있다.

연구진은 글리제 12b와 별의 관계를 통해 태양계도 연구할 수 있다고 밝혔다. 글리제 12는 크기가 태양의 27%, 표면 온도는 태양의 60%인 섭씨 3300도 정도다. 글리제 12b 행성은 지구와 태양 사이의 거리보다 10분의 1 이하 수준으로 가깝다. 글리제 12b가 별에서 얻는 에너지는 지구보다 1.6배 많고, 금성보다는 0.15배 적다. 글리제 12b가 별에서 얻는 에너지가 지구와 금성 사이에 있어 대기에 따라 행성이 어떻게 변화하는지 알아낼 수 있다.

호주 서던퀸즈랜드대 천체물리학센터 연구진이 관측한 글리제 12b와 지구 크기 비교./NASA

연구진은 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 우주망원경인 테스(TESS)와 유럽우주국(ESA)의 우주망원경 키옵스(CHEOPS)로 클리제 12b를 관측했다. 테스와 키옵스는 각각 2018년, 2019년 발사됐다. 둘 다 지구 궤도를 돌면서 별을 관측하다가 앞에 작은 행성이 지나면서 빛이 일부 사라지는 식(蝕) 현상을 포착해 외계 행성을 찾아낸다.

다음 목표는 글리제 12b의 대기 성분을 알아내는 것이다. 연구진은 지구로부터 150만㎞ 떨어진 라그랑주 L2 지점에서 우주를 관측하는 제임스웹 우주망원경으로 글리제 12b를 분석할 계획이다. 제임스웹은 별빛에 굴절된 행성 주변의 색으로 대기 성분을 파악할 수 있다. 관측 결과에 따라 글리제 12b는 ‘외계 지구’나 ‘외계 금성’이 될 수 있다.

논문 제1 저자인 사시르 돌라키아(Shishir Dholakia) 연구원은 “글리제 12b는 표면 온도가 지구(15도)와 금성(400도) 사이인 만큼, 앞으로 연구가 행성이 어떤 조건에서 거주 가능한 상태로 진화하는지 가르쳐 줄 수 있다”고 말했다.

참고 자료

Monthly Notice of the Royal Astronomical Society,(2024), DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1152

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