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2017년 4월 8일 토요일

우주 이야기 642 - 대기가 확인된 슈퍼 지구



(An artist's impression. Credit: Max Planck Society)


 천문학자들이 지구보다 조금 큰 외계 행성에서 대기의 존재를 확인했습니다. 지구에서 39광년 떨어진 적색왜성 글리제 1132 (Gliese 1132) 주변을 공전하는 글리제 1132b (Gliese 1132 b)가 그 주인공으로 막스 플랑크 천체 물리학 연구소의 연구팀을 비롯한 과학자팀이 2.2m ESO/MPG 망원경을 통해서 관측한 것입니다. 


 글리제 1132b는 지구 지름의 1.4배, 지구 질량의 1.6배 정도 되는 행성으로 공전주기는 1.6일에 불과할 정도로 짧습니다. 공전 궤도 반지름도 225만km 수준입니다. 그런 만큼 어두운 적색왜성 주변을 공전해도 표면 온도가 높아서 섭씨 260도 정도로 추정되고 있습니다. 이 행성의 표면에서 받는 방사선은 지구의 19배에 달합니다. 


 연구팀은 글리제 1132b의 대기를 관측하기 위해서 태양 밝기의 21% 정도 되는 모항성 앞을 지날 때를 7개의 파장에서 관측했습니다.  ESO/MPG 망원경에 설치된 GROND 이미저를 통한 관측해서 과학자들은 적외선 파장에서 이 행성이 더 크게 나타난다는 것을 알아냈습니다. 이는 행성의 대기가 적외선을 산란시켜 더 크게 보였다고 설명하면 쉽게 설명이 가능합니다. 


 글리제 1132b는 대기가 확인된 가장 작은 외계 행성이라고 할 수 있습니다. 하지만 그 환경은 지구 대기와는 많이 다를 것으로 예상됩니다. 예를 들어 뜨거운 온도로 인해 금성과 비슷한 형태의 대기거나 혹은 수증기의 대기일 가능성도 배제하기 어려울 것입니다. 어느 쪽이든 사람이 살기에 적합한 환경은 아닐 것으로 보입니다. 


 그럼에도 글리제 1132b의 존재는 과학자들에게 매우 큰 의미를 지니고 있습니다. 적색왜성 근처는 강력한 항성풍과 방사선으로 대기를 유지하기 힘든 환경으로 생각되고 있습니다. 이런 환경에서도 대기를 유지할 수 있다면 적색왜성 주변에 생명체가 존재할만한 행성이 있을 가능성이 커집니다. 동시에 강력한 자기장처럼 대기를 보호할 메카니즘이 존재할 가능성이 있습니다. 


 더 자세한 관측을 위해서는 차세대 망원경이 도움이 필요합니다. 글리제 1132b는 지구에서 비교적 가까운 거리에 대기를 지닌 행성이기 때문에 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경의 중요한 관측 목표가 될 것으로 예상됩니다. 


 참고 




John Southworth et al. Detection of the Atmosphere of the 1.6Exoplanet GJ 1132 b, The Astronomical Journal (2017). DOI: 10.3847/1538-3881/aa6477 , https://arxiv.org/abs/1612.02425 

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