[사이테크+] "태양계서 가장 가까운 단일 별에서 지구보다 작은 행성 발견"

국제연구팀 "6광년 밖 바너드별서 행성 포착…금성 절반 크기 온도 125℃"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 쌍성계나 삼중성계가 아닌 단일 항성으로는 태양계에서 가장 가까운 별인 6광년 밖 바너드별(Barnard's star) 주위에서 3일 정도에 한 바퀴씩 공전하는 외계행성(Barnard b)이 포착됐다.

6광년 밖 바너드별과 주위에 있는 외계행성 상상도 태양계에서 가장 가까운 단일 항성인 6광년 밖의 바너드별(Barnard's star. 위쪽 붉은색)과 그 주위를 도는 외계행성(Barnard b) 상상도. 바너드 b는 금성 절반 정도 질량에 공전궤도가 별에 매우 가까워 3.15일에 한 번씩 공전하며 표면온도는 125℃ 정도로 액체 상태 물이 존재하기 어려운 것으로 추정된다. [ESO/M. Kornmesser 제공. 재판매 및 DB 금지]

스페인 카나리아스 천체물리학 연구소 J.I. 곤살레스 에르난데스 박사가 이끄는 국제 연구팀은 2일 과학 저널 천문학과 천체물리학(Astronomy & Astrophysics)에서 6광년 밖 바너드별 주위에서 금성 절반 질량의 외계행성을 발견했으며 지구보다 작은 행성 3개가 더 존재할 가능성도 포착했다고 밝혔다.

1916년 미국 천문학자 에드워드 에머슨 바너드가 발견한 바너드별은 뱀주인자리에 있는 적색왜성(red dwarf)으로 4.3광년 떨어져 있는 알파 센타우리 삼중성계에 이어 지구에서 두 번째로 가깝고 단일 항성으로는 가장 가깝다.

온도가 태양보다 2천500℃ 정도 낮은 바너드별 같은 적색왜성은 주변에 행성이 존재할 경우 액체 상태 물이 있을 가능성도 높아 지구와 비슷한 외계행성을 찾는 천문학자들에게 주요 탐사 표적이 돼 왔다.

특히 바너드별은 2018년에 주위에 지구 3.2배 크기의 행성이 존재할 가능성이 있다는 연구 결과가 나와 큰 관심을 끌었으나 관측으로 확인되지는 않았다.

지구에서 가장 가까운 알파 센타우리 삼중성계와 버나드별 지구에서 가장 가까운 별로 4.3광년 떨어져 있는 알파 센타우리 삼중성계와 단일 항성 중에서는 가장 가까운 바너드별의 상대적 거리를 나타낸 그래픽. [IEEC/Science-Wave - Guillem Ramisa 제공. 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 칠레 아타카마 사막에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 장착된 첨단 고해상도 분광 장치인 '에스프레소'(ESPRESSO)로 바너드별을 5년 이상 관측했다. ESPRESSO는 주변 행성의 중력으로 미세하게 흔들리는 별빛을 포착하는 시선 속도법(radial-velocity)으로 외계행성을 탐색한다.

관측 결과 바너드별 주위에는 4개의 외계행성이 다양한 거리의 궤도에서 공전하고 있을 가능성이 있는 것으로 나타났다.

그 가운데 바너드 b로 이름 붙여진 외계행성은 금성 절반 정도 질량에 태양-금성 거리(1억800만㎞)의 20분의 1도 안 되는 가까운 거리에서 3.15일에 한 번씩 별을 공전하는 것으로 확인됐다.

연구팀은 바너드 b는 지금까지 발견된 외계행성 중 질량이 가장 작은 것 중 하나이고 중심별 온도가 태양보다 훨씬 낮지만, 별과 너무 가까워 표면온도가 약 125℃로 추정된다며 액체 상태 물이 존재하기에는 너무 뜨겁다고 말했다.

이어 이번 연구에서는 2018년 보고된 지구 3.2배 크기의 외계행성은 확인되지 않았고, 바너드 b와 함께 포착된 지구보다 작은 3개의 외계행성 후보를 확인하려면 ESPRESSO를 통한 추가 관측이 필요하다고 덧붙였다.

연구팀은 현재 ESO가 칠레 아타카마 사막에 건설 중인 주경 39ｍ의 극대망원경(ELT)이 완성되면 가까운 별 주변의 생명 존재 가능 영역에 있는 작은 암석형 외계행성을 발견하고 대기 구성 등도 연구할 수 있을 것으로 기대한다.

논문 공동 저자인 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 박사는 "이번 발견과 알파 센타우리 삼중성계에 있는 프록시마 b·d 같은 외계행성 발견은 우리 우주 뒷마당에 질량이 작은 행성들이 가득 차 있다는 것을 보여준다"고 말했다.

◆ 출처 : Astronomy & Astrophysics, Jonay González Hernández et al., 'A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard's star', https://www.aanda.org/10.1051/0004-6361/202451311

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