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[아하! 우주] 지구와 가장 유사한 환경의 외계행성 찾았다

 

케플러 관측 자료서 놓쳤던 지구와 비슷한 외계행성 찾아

송고시간2020-04-16

엄남석 기자

약 300광년 밖 크기·온도 비슷…"제2지구 탐색 더 큰 희망 제시"

지구와 크기와 온도가 비슷한 외계행성 케플러-1649c 상상도

[NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter/ 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구에서 약 300광년 떨어진 곳에서 지구와 크기와 온도가 비슷한 외계행성이 발견됐다.

이 행성은 지구보다 6%가량 크며, 태양의 약 4분의 1밖에 안 되는 적색왜성을 돌고 있지만 지구가 태양으로부터 받는 빛의 75%를 받아 온도가 비슷할 것으로 추정됐다.

미국 텍사스대학의 천문학자 앤드루 밴더버그 박사가 이끄는 연구팀은 케플러 우주망원경의 관측 자료를 재검토하는 과정에서 이 외계행성을 찾아내 국제학술지 '천체물리학저널 회보'(The Astrophysical Journal Letters)에 발표했다.

미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)와 '지적 외계생명체 탐색(SETI) 연구소'에 따르면 밴더버그 연구팀은 '케플러-1649' 행성계에서 표면의 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 이른바 '생명체 서식 가능 구역(habitable zone) 안에서 19.5일 주기로 공전하는 두 번째 행성인 '케플러-1649c'를 찾아냈다. 궤도 안쪽에 있는 비슷한 크기의 b행성은 3년 전에 발견됐다.

지금까지 발견된 외계행성 중 크기에서는 '트라피스트-1f'나 '티가든의 별c', 온도에서는 '트라피스트-1d', 'TOI 700d'가 지구에 더 가깝지만, 케플러-1649c는 크기와 온도 두 기준을 한꺼번에 충족하고 있다.

케플러-1649c는 케플러 우주망원경이 지난 2018년 퇴역하기 전까지 찾아낸 외계행성 중 추정 온도와 크기가 지구와 가장 비슷한 것으로 발표됐다.

연구팀은 컴퓨터가 '가짜 신호'로 분류해 배제한 과거 관측 자료를 다시 들여다보는 과정에서 케플러-1649c를 찾아냈다.

케플러-1649c 행성 표면 상상도

[NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter/ 재판매 및 DB 금지]

케플러 망원경은 행성이 항성 앞을 지날 때 별빛이 줄어드는 것을 포착하는 '천체면 통과'(transit) 방식으로 외계행성을 찾아왔는데, 이 과정에서 행성이 아닌데도 별빛의 변화를 가져오는 가짜 신호가 많다 보니 '로버베트'(Robovetter)라는 컴퓨터 알고리즘을 개발해 자동으로 배제해 왔다.

케플러-1649c도 별빛이 줄어드는 1차 신호는 제대로 포착됐지만 행성에 의한 것이 아닌 가짜신호로 분류돼 있었다.

연구팀은 케플러-1649b, c행성의 공전 주기가 9대4로 안정적 비율을 유지하면서도 2대1이나 3대2 등과 같은 일반적인 궤도 공명과 차이를 보이는 것이 중간에 제3의 행성이 존재할 수 있다는 점을 나타내는 것으로 보고 관측 자료를 살폈으나 이렇다 할 결과를 얻지 못했다.

연구팀은 제3의 행성이 너무 작아서 포착이 안 됐거나 공전 기울기가 케플러의 천체면 통과 방식으로는 포착하는 것이 불가능했을 수도 있는 것으로 분석했다.

연구팀은 케플러-1649c가 적색왜성의 생명체 서식 가능 구역에 지구 크기의 행성이 존재하는 또하나의 사례를 제공하는 것이라면서 우리 은하에 무수히 많은 적색왜성 주변에 이런 행성들이 존재한다는 증거가 늘고 있다고 했다.

밴더버그 박사는 "더 많은 자료를 확보할수록 이런 별 주변에 생명체가 살 수 있는 지구 크기의 외계행성이 많이 있다는 점을 가리키고 있다"면서 "적색왜성은 우리 은하 도처에 널려 있고 그 주변에 이처럼 작고 생명체가 서식할 수 있는 암석형 행성들이 있어 지구와 크게 다르지 않은 행성이 존재할 가능성이 더 커진 것으로 보인다"고 했다.

NASA 과학임무 담당 토마스 주부큰 부국장은 이번 연구 결과와 관련, "제2의 지구가 별들 속에서 우리가 찾아주기를 기다리고 있다는 더 큰 희망을 던져주는 것"이라면서 "케플러와 테스(TESS) 등이 수집한 자료는 과학계가 유망한 행성을 찾을 수 있는 능력을 계속 계발하면서 놀라운 발견으로 이어질 것"이라고 했다.

[NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter 제공/ 재판매 및 DB 금지]

 

<저작권자(c) 연합뉴스, eomns@yna.co.kr>2020/04/16 11:20 송고

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목성에 대기 없다면 이 모습?…730광년 거리 기묘한

외계행성 발견

입력 : 2020.04.16

▲ 목성에 대기 없다면 이 모습?…730광년 거리 기묘한 외계행성 발견

목성이나 토성 같은 가스형 거대 행성의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 한 외계행성의 존재가 처음으로 확인됐다.

영국 워릭대 데이비드 암스트롱 박사가 이끄는 국제연구진은 2018년 미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이 처음 발견하고 칠레 라실라 천문대가 나중에 존재를 확인한 외계행성 TOI-849b를 조사했다.

지구에서 약 730광년 떨어진 항성 TOI-849의 주위를 공전하는 이 외계행성은 그 질량이 지구의 약 40배, 토성의 절반 수준이고 그 지름은 지구의 약 3.45배, 해왕성에 맞먹는 수준이라는 것을 칠레 파라날 천문대와 라스 컴브레스 천문대에 있는 두 지상망원경의 관측자료 덕분에 확인했다.

▲ 외계행성 TOI-849b의 지름은 지구의 약 3.45배, 해왕성(사진)에 맞먹는 수준이다.

(사진=NASA)

또 모든 정보를 종합했을 때 이 행성은 지금까지 발견된 가장 밀도가 높은 해왕성 크기의 행성인 것으로 밝혀졌다.

▲ 외계행성 TOI-849b와 모항성 TOI-849 사이의 평균 거리는 1천문단위(AU)의 1.5%에 불과하다.

(사진=NASA/ESA)

특히 이 행성은 18.4시간마다 모항성 주위를 빠르게 공전한다. 이는 이 행성과 모항성 사이의 평균 거리가 1천문단위(AU)의 1.5%에 불과하다는 것을 보여줬다. 여기서 1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞이다.

따라서 이번에 발견된 이 행성은 모항성과의 거리가 매우 가까워 가스를 모두 잃었다고 해서 ‘해왕성 사막’(Neptunian desert)이라고도 불린다.

이에 대해 연구진은 이 행성은 모항성에서 나오는 우주 방사선에 의해 기체로 된 바깥 층이 파괴됐을 가능성이 있다는 이론을 세웠다. 하지만 이들 학자는 항성의 강력한 열기가 이 행성의 핵까지 벗겨내기에는 충분하지 않았을 것이라고 말했다.

이 신비한 외계행성은 형성된지 약 67억 년밖에 되지 않았으며 모항성과의 거리를 고려할 때 질량의 단 몇 %밖에 잃지 않았을 것이라고 연구진은 설명했다.

또 이 행성은 궤도를 따라 빠르게 공전하는 동안 다른 거대 행성과 충돌했을 가능성도 있다.

또 다른 이론은 이 행성이 모항성 주위를 도는 궤도에서 형성되긴 했지만, 완전히 형성하는 데는 재료가 되는 물질이 충분하지 않았다는 것을 시사했다.

하지만 이 행성은 기화한 암석과 먼지의 대기가 너무 얕아서 차세대 망원경만이 그 화학적 구성을 확인할 수 있을 것이라고 연구진은 덧붙였다.

따라서 이 행성의 역사는 아직 수수께끼로 남았지만 그 모습은 과학자들에게 가스형 거성의 내면을 처음으로 엿보게 해 앞으로 목성이나 토성 등의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 전망이다.

자세한 연구 결과는 미 코넬대 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 3월23일자로 공개됐으며, 세계적 학술지 ‘네이처’에도 투고돼 최종 승인(Accept)을 받은 것으로 전해졌다.

[서울신문 나우뉴스] 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20200416601002&section=&type=daily&page=