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- 외계행성 GJ 3378b는 처음에는 미니 해왕성으로 여겨졌다.
- 실제로는 지구에서 "단지" 25광년 떨어진 곳에 있는 잠재적으로 거주 가능한 슈퍼지구
- 외계 행성 GJ 3378b는 지구의 약 두 배 크기다.

은하수에서 거주 가능성이 있는 초지구형 행성 발견
GJ 3378b는 "단지" 25광년 떨어져 있다.

외계행성 GJ 3378b는 처음에는 미니 해왕성으로 여겨졌지만, 실제로는 지구에서 "단지" 25광년 떨어진 곳에 위치한 잠재적으로 거주 가능한 슈퍼지구다. 이 외계행성이 거주 가능한지, 대기와 액체 상태의 물을 가지고 있는지, 심지어 생명체가 존재하는지는 2040년대에 발사될 예정인 거주 가능 세계 관측소(HWO)가 가동된 후에야 확인할 수 있을 것이다. 

▲ 기린자리(카멜로파르달리스)에 있는 적색 왜성 GJ 3378을 외계행성 GJ 3378b에서 바라본 모습 © Nikolai Berman / UC Irvine

미국 어바인. 천문학계는 현재까지 6,319개의 외계행성을 발견했지만, 은하수에 만 수천억 개의 외계행성이 존재할 것으로 추정된다. 기린자리(Camelopardalis)에 있는 적색 왜성 GJ 3378을 공전하는 외계행성 중 하나인 GJ 3378b는 지구에서 약 25광년 떨어져 있으며, 2024년 프랑스 과학자들이 하와이 마우나케아에 있는 캐나다-프랑스-하와이 망원경(CFHT)을 이용해 발견했다. 당시 과학자들은 GJ 3378b를 미니 해왕성, 즉 해왕성보다 크고 대부분 가스로 이루어진 천체로 분류했다.

캘리포니아 대학교 어바인(UCI)의 폴 로버트슨(Paul Robertson) 연구팀은 최근 이 외계행성을 재조사하여 미니 해왕성이 아니라 생명체가 살 수 있는 슈퍼지구일 가능성이 높다는 사실을 발견했다. 연구팀은 GJ 3378b가 우주적 규모에서 상대적으로 가까운 거리에 있어 재조사에 매우 적합했기 때문에 이러한 재조사를 진행할 수 있었다.

로버트슨 교수는 "이 행성은 매우 흥미롭다. 우리에게 가장 가까운 우주 이웃 중 하나이기 때문이다. 25광년이라는 거리는 멀게 느껴질 수 있지만, 은하수의 지름이 약 10만 광년인 것을 고려하면, 바로 옆집 이웃이라고 할 수 있다"고 설명했다.

외계 행성 GJ 3378b는 지구의 약 두 배 크기다.

맥도널드 천문대의 하비-에벌리(Hobby-Eberly) 망원경과 키트 피크(Kitt Peak) 국립 천문대의 WIYN 망원경에 있는 NEID 분광기를 이용한 외계행성 분석 결과, 이 행성은 지구 반지름의 약 1.3배, 지구 질량의 약 2.3배이며, 모항성의 생명체 거주 가능 영역, 즉 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재하기에 충분한 복사 에너지를 받는 영역에 위치한 것으로 나타났다. 로버트슨은 "이 슈퍼지구는 지구가 태양으로부터 받는 복사 에너지의 약 90%를 모항성으로부터 받기 때문에 최적의 조건에 있다."라고 말했다.

"외계행성 GJ 3378b는 대기를 가지고 있을까요?“

연구진은 생명체 거주 가능 영역 내에 궤도가 위치하는 것뿐만 아니라 대기의 존재 여부와 그 구성 성분 또한 행성에 생명체가 존재할 수 있는지를 결정하는 데 중요한 요소라고 설명했다. 외계행성 GJ 3378b는 소위 우주 해안선(Cosmic Shoreline)의 가장자리에 있다. 우주 해안선은 중력, 행성 질량, 항성 복사 등의 요인에 따라 형성되는 두 천체 사이의 경계로, 항성이 행성의 대기를 벗겨낼 가능성이 있는 곳이다. 화성이 이러한 경계선의 한 예다. 화성은 한때 지구와 유사한 대기를 가지고 있었을 가능성이 있지만, 태양의 강력한 영향으로 파괴되었다.

우주 해안선은 중력, 행성 질량, 항성 복사 등의 요인에 따라 형성되는 두 천체 사이의 경계다. 로버트슨은 "지구를 사과 크기로 줄인다면, 대기는 사과 껍질 두께 정도일 것이다. 이 정도면 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 지표면 압력을 유지하기에 충분하다. 호흡 가능한 공기가 존재하기에 충분하고, 우주의 가혹한 방사선 환경으로부터 어느 정도 보호해 줄 수도 있다"고 설명했다. 외계행성 GJ 3378b에 실제로 대기가 있는지는 현재 과학자들이 확인할 수 없는 부분이다. 하지만 미국 항공우주국(NASA)이 2040년대에 발사할 예정인 거주 가능 세계 관측소(HWO)는 GJ 3378b에 대기가 있는지 분석할 수 있을 것이다.

만약 외계행성 GJ 3378b에 실제로 대기가 있다면, 천문학자들은 생명체의 흔적, 액체 상태의 물, 그리고 다른 생명체의 징후를 찾는 등의 추가 분석을 통해 이 외계행성이 거주 가능한지, 잠재적으로 생물학적 기원의 화학 물질을 포함하는 대기가 있는지, 그리고 생명체가 실제로 존재하는지를 판단할 계획이다.

"거주 가능 영역에 있는 행성이 적합한 대기를 가지고 있다면, 대기와 모항성으로부터의 적절한 온난화가 모두 필요한 생명체의 흔적, 액체 상태의 물, 또는 다른 생명체의 징후를 찾는 추가 조사를 정당화할 수 있다"고 고고드 제임스(Gogod James)는 설명했다.

출처:
Studie im Fachmagazin The Astrophysical Journal, doi: 10.3847/1538-4357/ae732b

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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