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[IF] 외계 행성서 수증기 첫 포착… 생명체 발견 기대 커져

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생명체가 존재할 수 있는 영역에 있는 외계 행성의 대기에서 처음으로 수증기가 포착됐다. 이에 따라 태양계 밖에서 생명체를 발견할 수 있다는 기대가 높아졌다.

영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 안젤로스 치아라스 박사 연구진은 지난 11일 국제학술지 '네이처 천문학'에 "허블 우주망원경 관측 자료를 분석한 결과, 사자자리에 있는 'K2-18b' 행성의 대기에 수증기가 있음을 확인했다"고 밝혔다.

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수증기 구름을 가진 외계 행성 K2-18b(오른쪽) 상상도. 왼쪽에 있는 적색 왜성을 33일 주기로 공전한다. /NASA

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K2-18b 행성은 2015년 케플러 우주망원경에 처음 발견됐다. 지구로부터 110광년(光年, 1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어져 있으며, 크기는 지구의 두 배이지만 질량은 8배에 달한다. 중심별과의 거리가 적당해 온도가 너무 높지도 낮지도 않아 생명체에게 필수적인 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역에 속한다.

연구진은 캐나다 몬트리올대의 비요른 베네케 교수팀이 2015~2017년 허블 우주망원경으로 관측한 8번의 중심별 표면 통과 자료를 토대로 컴퓨터 모의실험을 했다. 그 결과, 행성의 대기가 최대 50%까지 수증기로 차 있다는 사실을 확인했다. 대기에는 수소도 상당량 존재하는 것으로 추정됐다.

행성이 빛을 내는 중심별 앞을 지나가면 일부 빛이 대기 성분에 흡수된다. 따라서 평소 중심별이 내는 빛 파장과 행성이 지나갈 때의 빛 파장을 비교하면 대기에 어떤 성분이 있는지 알 수 있다. 이 방법으로 목성처럼 거대한 가스 행성들에서 대기가 확인됐지만 이번처럼 작은 행성에서 대기 성분을 알아낸 것은 처음이다.

베네케 교수팀 역시 지난 10일 논문 사전 출판 사이트인 아카이브(arXiv)에 "K2-18b 행성에 수증기가 있을 뿐 아니라 액체 상태의 물을 가진 구름까지 있음을 확인했다"고 밝혔다. 즉 이 행성에서는 물이 증발해 구름이 됐다가 다시 비로 내리는 물 순환까지 일어난다는 것이다. 연구진은 허블 관측 자료에 스피츠 우주망원경과 케플러 우주망원경 관측 자료까지 더해 분석의 정확도를 높였다.

그렇다고 이 행성에 생명체가 존재한다고 단정하기는 아직 이르다. 온도가 적당하고 수증기가 있다는 것은 확실하지만 생명체가 있으려면 어디까지나 표면에 물이 있어야 한다. UCL 연구진은 K2-18b 행성이 지구 네 배 크기인 해왕성처럼 암석질 핵이 두꺼운 대기로 덮여 있거나 아니면 행성 전체가 얼음으로 덮여 있고 그 아래에 물을 간직한 형태일 수도 있다고 설명했다. 생명체는 후자인 경우에 존재할 가능성이 커진다. 우리 태양계에서 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스가 그런 경우에 속한다.



이영완 과학전문기자(ywlee@chosun.com)

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