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외계 행성 대기 존재 여부를 빠르게…

외계 생명체 가능성과 먼 훗날 인류가 태양계 밖으로 이동하기 위해선 지구와 비슷한 천체를 찾는 게 중요하다. 주로 암석으로 이뤄진 태양 같은 항성 주위를 돌고 있으며 물과 대기가 있는 그런 천체 말이다.

지난 10년간 천문학자들은 태양계 외부 항성 주위를 도는 암석 행성을 일부 찾을 수 있었다. 하지만 이런 행성은 태양보다 작고 온도가 낮은 항성, M형 왜성 근처에 있고 방사선이나 항성풍에 대기가 터져 사라진 건 아니냐는 의문이 제기됐다. 하지만 새로운 방법을 이용하면 지구 같은 행성에 대기가 있는지 빠르게 여부를 알 수 있게 될지도 모른다.

메릴랜드대학 엘리자 캠톤(Eliza Kempton) 교수 연구팀은 지금까지 태양계 밖에 있는 지구형 행성 대기 특징을 조사한 게 아니다. 이번에 발표한 연구 결과는 생존 가능 지역 주변 암성 행성을 특성화하는 첫 발판이 될 수 있다는 것.

이에 따르면 태양계 밖에 있는 알려진 암석 행성이 부모에 해당하는 별 바로 뒤에 통과하기 직전 관찰된 광량과 항성에서만 보이는 광량을 비교하면 별과 행성간 거리에 행성이 받는 방사선량이 빛의 차이에 따라 행성이 낮에 재방사하는 빛의 양을 알 수 있다고 한다.

만일 행성이 모든 빛을 다시 방사하면 아마 대기권은 존재하지 않고 만일 빛 일부가 손실되면 대기가 에너지 일부를 행성 뒷면에 재분배했거나 확산된 증거라는 것이다.

이번 연구가 지금까지의 시도와 다른 건 대기가 있는 행성 탐색 속도에 있다. 연구팀이 요구한 건 속도다. 2021년 나올 제임스웹우주망원경은 지금까지 못 찾던 수많은 외계 행성을 발견할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 천문학자들은 귀중한 관측 시간을 둘러싼 치열한 경쟁을 펼치게 될 것으로 보인다. 이게 연구팀이 1회 관측으로 수십 개 외계 행성에 대기가 존재할 가능성 여부를 판단할 조사 방법 고안에 집중한 이유다.

하지만 이 방법에도 한계가 있다. 생명 존재가 대기를 변화시켰는지 여부와 지구 대기와 비슷한지 여부까지는 모르거나 암석 행성에 존재하는 물에 의해 변화한 점토 같은 물질이 빛이 반사시키는 것으로 연구자들이 대기가 있다고 착각하게 만들지도 모른다.

이런 이유로 생명 흔적이 있을 것으로 예상되는 물이 존재하는 생존 가능권 행성 탐험을 위해 천문학자들이 이 방법을 이용하는 건 아닐 것으로 보인다. 하지만 그럼에도 이 방법은 자세하게 조사할 행성 우선순위에는 이용할 수 있어 유용할 수 있다.

천문학자들은 제임스웹우주망원경을 이용해 작은 것부터 꾸준히 시작하려 한다. 생존 가능한 온도보다 조금 따뜻한 행성은 특성화도 간단해서 망원경 관측 시간 단축과 더 정확한 결과를 기대할 수 있다. 제임스웹워주망원경은 외계 행성에 대기가 존재할지 여부를 빠르게 식별하는 특별한 기회를 주게 될지도 모른다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

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