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- 2021년에 NASA의 TESS 우주 망원경, LP 890-9로도 알려진 이 별에 대한 규칙적인 그림자를 보여주었고, 외계행성의 존재 가능성 시사
- 약 100광년 떨어진 작고 매우 차가운 왜성 TOI-4306을 조사
- TOI-4306c는 지구보다 약 40% 더 크며 모성 주위를 도는 데 약 8.5일

우리 이웃에 있는 두 개의 슈퍼 지구
작고 차가운 별 주변의 암석 행성 중 하나가 거주 가능

잠재적으로 생명 친화적:
천문학자들은 약 100광년 떨어진 곳에서 두 개의 슈퍼지구를 더 발견했다. 두 개의 암석 행성은 지구보다 약간 크며 한 개의 매우 차가운 왜성을 공전한다. 이 슈퍼지구 중 하나는 이 별이 거주 가능 구역에 있으므로 액체 상태의 물과 거주 가능한 조건을 갖추고 있을 수 있다. 가까운 장래에 제임스 웹(James Webb) 망원경은 이것이 사실인지 확인할 것이다. 

▲ 칠레 SPECULOOS Southern Observatory I에서 이 망원경을 사용하여 천문학자들은 우리 우주 이웃에서 두 개의 초지구를 더 발견했다. © ESO/P. Horálek

우리의 더 가까운 우주적 이웃에는 외계행성들로 가득 차 있다.
가장 가까운 이웃 별 프록시마 센타우리는 40광년 떨어진 적색 왜성 TRAPPIST-1, 심지어 7개의 지구와 같은 위성을 가지고 있는 두 개의 외계 행성에 의해 공전하고 있다. 약 100광년 반경 내에 있는 많은 세계도 거주할 수 있다. 별의 거주 가능 영역에서 공전한다. 지금까지는 성간 여행이 불가능했지만, 근처에 있는 지구 쌍둥이는 또한 그들에게서 외계 생명체를 발견할 수 있는 기회를 제공한다.

의심스러운 그림자

벨기에 리에주 대학교(University of Liége)의 라에티티아 델레즈(Laetitia Delrez) 주변의 천문학자들은 최근 인근 외계행성의 "동물원"에 추가되었다고 보고했다. 연구를 위해 그들은 지구에서 약 100광년 떨어진 작고 매우 차가운 왜성 TOI-4306을 조사했다. 일찍이 2021년에 NASA의 TESS 우주 망원경은 LP 890-9로도 알려진 이 별에 대한 규칙적인 그림자를 보여주었고, 따라서 외계행성의 존재 가능성을 시사했다.

"그러나 발견된 후보가 실제로 행성인지 확인하고 그 속성에 대해 더 많이 알기 위해서는 지상 망원경을 사용한 후속 조사가 종종 필요하다"고 Delrez는 설명한다. "이 후속 관찰은 TOI-4306과 같이 대부분의 빛을 근적외선으로 방출하고 TESS가 다소 제한된 감도를 갖는 비교적 차가운 별에 특히 중요하다.”

▲ TOI-4306(LP-890-9) 주변의 두 슈퍼지구를 지구와 비교. © Adeline Deward/ RISE 일러스트레이션

하나가 아닌 두 개의 슈퍼 어스(Earth)

따라서 천문학자들은 SPECULOOS 컨소시엄의 망원경으로 다시 한 번 별 TOI-4306을 목표로 삼았다. 칠레와 테네리페(Teneriffa; 카나리아 군도에 있는 가장 큰 섬)에 위치한 이 망원경은 주로 근적외선 영역에서 작동하므로 차가운 별과 행성을 특히 잘 관찰할 수 있는 파장에서 작동한다. "SPECULOOS의 목표는 우리 태양 주위의 가장 작고 가장 차가운 별 주위에서 잠재적으로 생명 친화적인 암석 행성을 찾는 것이다"고 Liége 대학의 Michael Gillon이 설명했다.

새로운 관측은 왜성 TOI-4306이 하나가 아니라 두 개의 행성을 가지고 있음을 보여주었다. 둘 다 슈퍼 지구다. 즉, 우리의 고향 행성보다 약간 무겁고 큰 암석 세계다. TESS가 발견한 첫 번째 행성인 TOI-4306b는 지구보다 약 30% 더 크며 단 2.7일 동안 지속되는 좁은 궤도에서 별을 공전한다. 따라서 거주하기에는 너무 덥다.

액체 상태의 물로 잠재적으로 살 수 있음

이 시스템의 두 번째 외행성은 상황이 다르다. TOI-4306c는 지구보다 약 40% 더 크며 모성 주위를 도는 데 약 8.5일이 걸린다. 델레즈의 동료 프란시스코 포수엘로스(Francisco Pozuelos)는 "이는 이 행성이 수성이 태양에 가까울 때보다 10배 가까이 별에 가깝다는 것을 의미한다"고 설명했다. "TOI-4306은 태양보다 6.5배 작고 뜨거움은 절반에 불과하다." 슈퍼지구 TOI-4306c는 지구만큼 많은 방사선을 받고 별의 거주 가능 영역에 있다.

따라서 새로 발견된 두 개의 슈퍼지구 중 바깥쪽은 더 가까운 우주 환경에서 생명 친화적인 또 다른 세계가 될 수 있다. "하지만 우리는 서두르지 말아야 한다. 올바른 위치가 야자수 해변을 보장하지는 않는다”고 공저자인 베른 대학의 로버트 웰스가 강조했다. "우리의 이웃 행성인 금성은 태양 주위의 소위 거주 가능 영역에 가깝고 여전히 거의 500도의 온도를 가진 CO2가 풍부한 압력솥이다.”

그것은 모두 대기에 달려 있다.

TOI-4306c 행성이 실제로 얼마나 거주할 수 있는지는 무엇보다도 가능한 대기의 존재와 구성에 따라 달라진다.
"이 행성이 실제로 액체 표면의 물을 포함할 수 있는지 여부를 답하기 위해서는 그것에 대해 더 많이 알아야 한다"고 Wells는 설명했다. 근적외선 분광기 NRISS가 광 스펙트럼을 기반으로 외계행성의 대기를 분석하도록 특별히 설계된 James Webb 망원경이 이제 이에 필요한 데이터를 제공해야 한다.

우리 주변에서 잠재적으로 거주할 수 있는 암석 행성 중에서 새로 발견된 슈퍼지구 TOI-4306c는 웹 망원경으로 그러한 연구를 위한 가장 수익성 있는 표적 중 하나다. 물의 행성 TOI-1452b . Delrez는 "슈퍼지구 TOI-4306c의 발견은 우리 이웃에서 가장 작고 차가운 별 주변의 조건에 대해 더 많이 알 수 있는 특별한 기회를 제공한다"고 말했다.
(Astronomy & Astrophysics, 2022; doi: 10.1051/0004-6361/202244041)
출처: SPECULOOS, Universität Bern

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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