별까지 태양과 비슷한 지구와 가장 닮은 외계행성 발견

3천광년 밖 '행성후보' KOI-406.04, 공전주기 378일·일사량 93%

태양계 밖 외계행성 상상도 [NASA 제공/ 재판매 및 DB 금지]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구에서 약 3천광년 떨어진 거문고자리에서 별(항성)까지 태양과 비슷한 지구를 똑 닮은 외계행성 후보가 발견돼 학계에 보고됐다. 아직은 행성 후보지만 지금까지 확인된 4천여개의 외계행성과 비교해 지구와 가장 비슷한 환경을 가진 것으로 나타났다.

독일 막스 플랑크 태양계연구소의 레네 헬러 박사가 이끄는 국제 연구팀은 '케플러-160' 별을 돌고 있는 외계행성 후보 'KOI-406.04'에 관한 연구 결과를 학술지 '천문학 및 천체물리학'(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다.

연구팀은 KOI-406.04가 크기에서 공전주기, 일사량에 이르기까지 지구와 비슷한 환경을 가져 지금까지 발견된 외계행성들과는 차원이 다른 것으로 설명했다.

연구팀은 첫 외계행성이 발견된 이후 지난 14년간 약 4천개의 태양계 밖 행성을 찾아냈지만 지구처럼 생명체가 있을 가능성이 큰 천체는 사실상 드물다고 지적했다.

대부분은 지구의 4배가 넘는 해왕성급 가스형 행성으로 별에 가까이 붙어 있어 생명체가 존재할 가능성이 희박했다는 것이다.

별에서 적당히 떨어져 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 이른바 '생명체 서식 가능 영역'(habitable zone)에서 지구처럼 작은 크기의 암석형 행성이 가끔 발견되기도 했으나 거의 모두가 적색왜성을 돌고 있어 생명체가 있을 가능성이 크지는 않았다고 한다.

적색왜성은 대부분 가시광보다는 적외선 복사를 하고, 플레어(표면 폭발)로 고에너지를 방출하는 일이 잦아 가까이 있는 행성을 지져놓는 것으로 악명이 높다. 빛이 태양만큼 밝지않아 생명체 서식 가능한 행성이 되려면 별에 더 가까이 있어야 하는데 그만큼 플레어 피해도 커져 생명체 존재 가능성을 낮추는 것으로 지적됐다.

별과 외계행성 관계 가장 위부터 태양과 지구, 케플러-160과 KOI-406.04. 녹색반원은 '생명체 서식 가능 영역'을 표시한다. 세번째 도표는 케플러가 찾아낸 해왕성급의 대표적 외계행성들의 별과 관계를 나타내며, 네번째는 적색왜성을 도는 생명체 서식 가능 영역 내 지구 크기의 행성과의 관계를 설명하고 있다. [MPS / Rene Heller 제공/ 재판매 및 DB 금지]

연구팀이 찾아낸 KOI-406.04는 반지름이 지구의 1.9배에 달하며, 태양과 비슷한 항성인 케플러-160을 378일 주기로 돌고있다.

무엇보다 케플러-160이 태양처럼 가시광 복사를 하고, 태양과 거의 비슷한 것이 특별한 점으로 받아들여지고 있다. 케플러-160은 태양의 1.1배 크기를 하고있으며, 표면 온도는 태양보다 약 300도 가량 낮은 5천200도에 달한다.

KOI-406.04가 케플러-160을 공전하면서 받는 일사량은 지구의 약 93% 수준인 것으로 계산됐다. 대기가 지구처럼 적당한 수준의 온실 효과를 가진 불활성 대기로 돼있다면 표면의 평균 온도는 지구보다 약 10도가량 낮은 영상 5도 정도일 것으로 추정됐다.

케플러-160은 2010년대 초반에 지구보다 큰 b, c행성을 가진 것으로 확인됐으나 별에 너무 가까이에 있는 바람에 온도가 너무 높아 생명체가 존재할 수 없는 것으로 여겨지고 있다.

연구팀은 c행성의 궤도를 교란하는 천체가 있는 것을 확인하기 위해 케플러 망원경이 관측한 케플러-160의 광도변화 자료를 정밀하게 다시 들여다보는 과정에서 d 행성과 KOI-406.04를 찾아냈다.

케플러-160 d 행성은 광도곡선 상 행성이 별 앞으로 통과하면서 별빛이 일시적으로 줄어드는 천체면 통과(transit) 신호가 포착되지 않아 간접적으로 확인됐으며, 행성 후보인 KOI-406.04는 천체면 통과 행성으로 나타났다.

연구팀은 KOI-406.04가 행성일 가능성을 약 85%로 추산하고 있는데 99%가 돼야 정식으로 행성의 지위를 얻게된다.

퇴역한 케플러 우주망원경 상상도 [NASA 제공]

현 단계에서는 KOI-406.04가 진짜 행성이 아니라 관측 오류에 의한 것일 가능성을 완전히 배제할 수 없는 것으로 전해졌다.

연구팀은 강력한 지상 망원경을 이용해 KOI-406.04의 천체면 통과를 관측하거나 2026년에 유럽우주국(ESA)이 태양과 비슷한 별을 도는 지구크기의 행성을 찾기위해 발사할 플라토(PLATO) 탐사선을 통해 실체를 확인할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

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