별과 가까운 '슈퍼지구'에선 생명체 살기 힘들어

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별 근처서 발견된 외계행성… 대기 희박지구로부터 49광년 떨어진 슈퍼지구 행성 'LHS 3844b'는 대기가 거의 없어 생명체가 살 가능성이 희박한 것으로 분석됐다. 지난해 발견된 LHS 3844b의 상상도다. 미국항공우주국(NASA) 제공 태양보다 작은 별(항성) 가까이에서 발견되는 지구와 유사한 행성인 '슈퍼지구'에서는 생물체가 살아남기 어렵다는 분석 결과가 나왔다. 지구보다 조금 큰 암석형 행성인 ‘슈퍼지구’는 지구처럼 표면이 단단해 생명체가 살 수 있을 것으로 추정돼 왔지만 항성에 가까울 경우 대기가 거의 없어 생물이 존재하기 불가능하다는 결과다.

로라 크라이드버그 미국 하버드스미소니언 천체물리연구소 박사 연구팀은 지구에서 49광년 떨어진 적색왜성을 돌고 있는 슈퍼지구 행성 LHS 3844b를 분석한 결과 대기가 거의 없는 것으로 분석됐다고 국제학술지 ‘네이처’에 이달 19일 발표했다.

우주망원경의 성능이 높아지며 슈퍼지구들이 잇따라 발견되자 생명체가 살 수 있는 외계 행성을 찾을 수 있으리란 기대도 커지고 있다. 슈퍼지구에 생명체가 살 가능성을 높여주는 것은 대기의 존재 유무다. 생명체를 외부 우주 환경으로부터 보호하고 생명에 필요한 성분을 제공할 대기가 존재하면 생명체가 살 가능성이 있다고 해석할 수 있다.

연구팀은 슈퍼지구 중 하나인 LHS 3844b에 주목했다. 이 행성은 미국항공우주국(NASA)의 차세대 우주 망원경이자 '행성 사냥꾼'이라는 별명을 가진 테스(TESS)가 지난해 활동을 시작하며 처음 발견한 외계 행성들 중 하나다. 지구로부터 49광년 떨어진 적색왜성 LHS 3844를 11시간 주기로 돌고 있다. 크기는 지구보다 1.3배 크다. 태양의 5분의 1 크기에 온도도 섭씨 2700도 정도로 낮은 적색왜성을 돌고 있지만 별과의 거리가 90만㎞로 매우 가까워 별의 영향을 많이 받는 것으로 파악된다. 이는 태양과 지구 사이 거리의 166분의 1에 해당하는 거리다.

연구팀은 올해 2월 NASA의 스피처 우주망원경을 통해 LHS 3844b를 100시간 이상 관찰한 데이터를 분석했다. 그 결과 이 행성은 암석으로 구성됐고 별 방향 표면 온도는 약 750도에 별 반대 방향은 절대영도인 영하 273도 가까이 내려가는 것으로 알려졌다. 연구팀은 “수성과 유사한 환경”이라고 설명했다. 수성은 대기가 거의 존재하지 않는다.

행성의 열 분포도와 화학적 조성을 토대로 모델링한 결과에서도 대기가 거의 존재하지 않는 것으로 분석됐다. 대기가 남아있지 않은 경우에서만 관측된 데이터가 들어맞는 것을 컴퓨터 계산을 통해 입증된 것이다. 연구팀은 “행성이 별과 가깝기 때문에 별에 의해 방출된 항성풍으로 1에서 10기압 사이 대기가 날아갈 수 있는 것으로 분석됐다”고 밝혔다.

크라이드버그 연구원은 “LHS 3844b는 얇은 대기조차 있을 수 없는 조건을 갖춘 말 그대로 바위만 있는 행성”이라며 “별에서 더 먼 차가운 행성이라야 대기가 날아가지 않아 생물 진화가 가능한 환경을 제공할 것”이라고 말했다.

[조승한 기자 shinjsh@donga.com]