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- 금성과 유사하지만 더 뜨겁고 대기층이 얇다.
- 26광년 떨어진 거리, 지구질량의 2.8배, 크기는 1.3배, 중력은 지구보다 70% 크다.

지구 근처에 있는 뜨거운 슈퍼 지구
세 번째로 가까운 외계 행성은 대기층이 얇은 금성과 닮았다.

흥미로운 발견 :
천문학자들이 26광년 떨어진 곳에서 태양 외 암석 행성의 대기를 처음으로 엿볼 수 있는 초 지구(Super Earth)를 발견했다. 적색 왜성 ‘글리제(Gliese) 486’ 주변의 행성은 지구보다 1.3 배 크고 금성만큼 뜨겁다. 연구자들이 전문지 "Science"에 보고한 것처럼, 그 대기층은 매우 얇아 그 앞을 지나갈 때 잘 관찰할 수 있다. 

▲ 우리로부터 불과 26광년 떨어진 초 지구(Super Earth) Gliese 486b는 별을 공전한다. © Render Area

우리는 우주 지역의 유일한 행성계가 아니다.
천문학자들은 반경 50광년 내에서 이미 많은 외계 행성을 발견했다. 그 행성의 별 중에는 지구를 닮은 거주 가능한 별도 포함돼 있다. 그들 중 다수는 가장 가까운 이웃 프록시마 센타 우리(Proxima Cantauri) 주변의 두 행성 같은 적색 왜성과 11광년 거리에 있는 적색 왜성 글리제 887 주변의 초 지구, 12광년 거리 덜어져 있는 티가든의 별(Teegardenes Star) 주변에 있는 두 개의 지구 쌍둥이들이 돌고 있다.

그러나 잠재적으로 생명 친화적인 이 모든 세계에 대기가 있는지 여부와 어떤 종류의 대기인지 대체로 알려지지 않았다. 왜냐하면 우리 행성과 마찬가지로 초 지구와 쌍둥이 지구는 비교적 얇은 기체 외피만을 가지고 있기 때문이다.

따라서 행성이 우리에게 충분히 가까워서 별 바로 앞을 지나가지 않는 한 멀리서 탐지하기가 어렵다. 이러한 근접 통과는 연구원들이 행성 대기를 통해 빛나는 별빛의 분광을 분석할 수 있게 한다.

쌍둥이 지구와 슈퍼 지구 사이

최근 하이델베르크에 있는 막스 플랑크 천문학 연구소의 Trifon Trifonov 주변 연구자들이 그러한 외계 행성을 발견했다. 초 지구 ‘Gliese 486b’는 26광년 거리에서 더 오래되고 차분한 적색 왜성을 공전한다.
이것은 지나가면서 관찰할 수 있는 세 번째로 가까운 외계 행성이다.
지구 질량의 2.8 배, 지구 크기의 1.3배를 가진 이것은 쌍둥이 지구와 슈퍼 지구 사이에 있다. 밀도도 우리 고향 행성의 밀도와 비슷하다.

천문학자들은 “밀도는 해양 행성이 아니라 거대한 지구 행성을 암시한다”고 보고 했다.
그들은 Gliese 486b가 철 함유 핵와 규산염이 풍부한 맨틀을 가질 수 있다고 의심한다. 그러나 우주 비행사가 이 슈퍼 지구 표면에 착륙했다면 행성의 더 높은 중력 때문에 그는 지구보다 70% 더 무거워질 것이다.

▲ 뜨겁고 분화하는 화산 : 이것이 새로 발견된 초 지구 Gliese 486b의 표면 모습이다. © Render Area

금성처럼 뜨겁지만 얇은 대기

그러나 근처의 슈퍼 지구는 아마도 생명 친화적이지 않을 것이다.
중심별을 매우 가깝게 공전하고 한 번 궤도를 일주하는 데 불과 1.5일만 걸리기 때문이다.
또한 Gliese 486b는 항상 그의 별과 같은 면을 돈다. 적색 왜성은 태양보다 훨씬 더 희미하고 차갑지만 행성 표면을 최소 섭씨 430도 이상으로 가열시킨다.
슈퍼 지구는 금성보다 결코 차갑지 않다.

그럼에도 불구하고 연구원들은 Gliese 486b를 신의 선물로 보고 있다.
금성과는 달리 초 지구는 아마도 얇은 대기만을 가지고 있을 것이다.
이것은 그러한 초 지구의 전형적인 가스층에 대한 정보를 제공할 수 있다.
“100도 더 뜨겁고 행성의 전체 표면은 용암이 될 것이다. 그 분위기는 증발된 암석으로 구성 될 것”이라고 마드리드 천문학 센터의 José Caballero는 말한다. "Gliese 486b가 100도 더 추웠다면 후속 관찰에 적합하지 않았을 것이다.“

대기를 들여다보기에 완벽하게 배치

결정적인 요소 :
Gliese 486b는 대기를 가질 뿐만 아니라 우리도 쉽게 관찰할 수 있다.
우리의 관점에서 보면 슈퍼 지구는 그 별을 거의 바로 지나가기 때문이다.
따라서 가스 층은 차세대 망원경으로 이미 완벽하게 조사될 수 있었다.
천문학자들은 고해상도 분광기를 사용해 별빛이 스펙트럼을 통해 빛날 때 행성의 대기 가스가 남긴 화학적 지문을 분석할 수 있다.

▲ 허블 망원경과 제임스 웹 우주 망원경의 기본 거울 비교

"이 외계 행성의 근접성은 언젠가 제임스 웹(James Web) 우주 망원경과 초거대 망원경(ELT)과 같은 강력한 망원경으로 더 자세히 조사할 수 있게 될 것이기 때문에 흥미롭다"고 트리포노브(Trifonov)는 말했다. James Webb 우주 망원경은 2021년 가을 우주에서 시작될 예정이며 칠레의 ELT는 몇 년 안에 준비될 것이다.

▲ 가장 차가운 테스트 준비를 위한 JWST의 미러 요소 http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2010/10-003.html

Trifonov는 "결과는 암석 행성이 대기를 얼마나 잘 유지할 수 있는지, 가스 층이 무엇으로 만들어졌는지, 그리고 행성의 에너지 분포에 어떻게 영향을 미치는지 이해하는 데 도움이 될 것이다. 새로운 망원경이 나올 때까지 거의 기다릴 수 없다“고 말했다.
(Science, 2021; doi : 10.1126 / science.abd7645)
출처 : Max Planck Institute for Astronomy, Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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