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태양에서 39광년 떨어진 우주에서 지구 찾았다?

중앙일보 2017.04.20 14:14
태양으로부터 39광년 떨어진 우주에서 지구환경과 유사한 것으로 추정되는 행성이 발견됐다.
 

하버드스미소니언 천체물리학센터 등 국제연구팀
태양과 유사한 LHS 1140, 주위 도는 LHS 1140b 발견
LHS 1140b는 지구환경과 거의 유사한 것으로 추정
대기에서 성분분석 하면 생명체 존재 여부 알수있어

미국 하버드스미소니언 천체물리학센터와 프랑스 국립과학연구소(CNRS), 스위스 제네바대 등이 참여한 국제 공동연구진은 왜성(Dwarf Star)인 ‘LHS 1140’과 그 주위를 돌고 있는 행성 ‘LHS 1140b’를 찾아 20일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.
 
왜성은 반지름이 태양의 수십 배, 수백 배에 달하는 거성이나 초거성과는 구별되는 항성이다. 태양도 왜성 가운데 하나이다. 거성과 초거성은 크기가 커서 밤하늘에 잘 보이지만, 실제 숫자로는 왜성이 훨씬 많다. 이번 하버드대 국제연구팀의 연구 프로젝트는 이같은 왜성 주변을 도는 행성 가운데 지구와 비슷한 조건을 지닌 행성을 찾아내, 생명체가 존재할 수 있는 환경을 갖췄는지를 밝혀내는 게 핵심이다. 이번 논문은 1차 보고서 정도에 해당한다.
왜성 'LHS 1140'과 그 주위를 도는 행성 LHS 1140b의 모습을 표현한 개념도. [내셔널지오그래픽 제공]

왜성 'LHS 1140'과 그 주위를 도는 행성 LHS 1140b의 모습을 표현한 개념도. [내셔널지오그래픽 제공]

 
왜성의 밝기를 추적하는 망원경 기술이 발달하면서 LHS 1140과 같은 왜성을 찾아낼 수 있었다. 예를 들어 왜성 주위를 도는 행성이 있다면, 행성이 주기적으로 왜성의 빛을 가리게 된다. 그러면 관측자는 왜성의 빛이 깜박거리는 것으로 여길 수 있다. 왜성의 크기가 작다면 행성에 의해 가려지는 부분이 많아져 이같은 밝기 추적은 더욱 명확해진다. 최근 지구와 비슷한 환경을 지닌 행성으로 예상된다고 발표된 트라피스트(TRAPPIST)-1, 프록시마(Proxima) b, GJ 1132b가 대부분 이런 방식을 통해 발견됐다.
 
연구팀은 지난 2014년 1월부터 미국의 ‘M어스-북’(MEarth-North), 칠레에 있는 ‘M어스-남’(MEarth-South) 망원경을 이용했다. 그러던 중 왜성 LHS 1140을 먼저 관측했고, 추가 연구를 통해 왜성 주위를 돌면서 왜성이 내는 빛을 가로막는 LHS 1104b를 찾아냈다. LHS 1140의 질량은 태양의 14.6%, 반지름이 18.6% 정도로 비교적 작은 왜성에 속한다. 또 행성 LHS 1140b의 반지름은 지구의 1.4배 정도지만 질량은 6.6배에 달한다는 사실을 밝혀냈다.
칠레에 있는 망원경 장비 'M어스-남'(MEarth-South) [내셔널지오그래픽 제공]

칠레에 있는 망원경 장비 'M어스-남'(MEarth-South) [내셔널지오그래픽 제공]

 
연구팀이 LHS 1140b에 생명체가 존재할 것으로 추정하는 근거가 바로 여기에 있다. 지구에 비해 질량이 큰 만큼 끌어당기는 중력도 더 커진다. 막강한 중력은 생명체의 활동에 필수적인 공기를 끌어당겨 대기권을 형성하는 힘을 제공한다. 이 중력은 철로 이뤄진 핵에서 주로 나온다. 마그네슘실리케이트 성분의 맨틀이 존재한다는 점도 지구와 비슷한 환경이다. 표면 온도 또한 그리 뜨겁지 않은 것으로 추정하고 있다.
 
연구팀을 이끌고 있는 하버드대 제이슨 디트만 교수는 “과학자는 의심이 많고 반드시 확인과정을 거치지만 이번 만큼은 조용한 낙관주의자가 되고 싶다”면서 “연구팀 전원이 이 행성에 생명체가 존재한다는 사실에 확신을 갖고 그 증거를 찾고있다”고 말했다. 
 
연구팀은 앞으로 10여년간 허블 우주망원경을 비롯한 관측 장비를 총동원해 이 행성의 대기성분을 분석하는 작업에 들어간다. 생명체의 에너지원으로 쓰이는 메탄이나, 생명현상 결과 배출되는 이산화탄소 등이 대기에서 검출되면 생명체가 존재할 가능성이 매우 크다는 결론을 얻게된다.
뉴욕=심재우 특파원 jwshim@joongang.co.kr
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