(This artist's impression shows the planet K2-18b, its host star and an accompanying planet in this system. K2-18b is now the only super-Earth exoplanet known to host both water and temperatures that could support life. UCL researchers used archive data from 2016 and 2017 captured by the NASA/ESA Hubble Space Telescope and developed open-source algorithms to analyse the starlight filtered through K2-18b's atmosphere. The results revealed the molecular signature of water vapour, also indicating the presence of hydrogen and helium in the planet's atmosphere. Credit: Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser)
과학자들이 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 슈퍼 지구에서 최초로 물 분자의 존재를 증명했습니다. K2-18b는 지구에서 110광년 떨어져 있는 적색왜성 주변을 공전하는 슈퍼 지구형 외계 행성으로 지구 질량의 8배에 달해 제2의 지구보다는 태양계에 존재하지 않는 형태의 행성이라고 보는 편이 더 타당해 보입니다.
이 외계 행성은 이름처럼 케플러 K2 임무에서 2015년 발견됐습니다. 이후 허블 우주 망원경을 이용해 2016-2017년 사이 집중 관측됐습니다. 이 연구의 제1저자인 안젤로스 치아라스 박사 (Dr. Angelos Tsiaras (UCL Centre for Space Exochemistry Data (CSED)))를 비롯한 연구팀은 오픈 소스 알고리즘을 이용해 이 행성의 스펙트럼을 분석했습니다.
(동영상)
별에서 나온 빛을 이용해 대기를 분석한 결과 연구팀은 예상했던 질소나 메탄은 찾지 못했지만, 물, 수소, 헬륨의 존재는 확인할 수 있었습니다. 아마도 이 행성은 지구와 비슷한 형태의 암석 행성은 아닌 것 같지만, 지구에만 물이 존재하는 것이 아니라는 사실은 확인할 수 있었습니다. 다만 현재 관측 기술이 한계로 인해 더 많은 분자를 확인하지 못했을 가능성이 높기 때문에 차세대 망원경이 가동에 들어가면 다시 재관측이 이뤄질 것으로 예상됩니다.
제임스 웹 우주 망원경과 WFIRST를 포함한 나사의 차세대 우주 망원경 이외에도 유럽 우주국 역시 아리엘 Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey (ARIEL)이라는 외계 행성 대기 탐사용 우주 망원경을 계획하고 있습니다. 2028년 발사 예정인 아리엘은 1000개 이상의 외계 행성의 대기 구성 성분 및 온도 같은 매우 중요한 정보를 수집하는 것이 목표입니다. 이를 통해 진짜 지구 같은 환경을 지닌 외계 행성을 대거 발견하는 것은 물론 태양계 밖의 행성들의 환경에 대한 결정적인 정보를 얻을 수 있을 것입니다.
오랜 세월 우리는 막연히 태양계 행성과 비슷한 행성이 우주에 흔할 것이라고 추측해왔습니다. 하지만 앞으로 실제 관측을 통해 이를 검증할 뿐 아니라 태양계에는 존재하지 않는 독특한 행성에 대해서도 연구할 수 있게 될 것입니다.
참고
Angelos Tsiaras, Ingo P. Waldmann, Giovanna Tinetti, Jonathan Tennyson & Sergey N. Yurchenko, 'Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight Earth-mass planet K2-18 b' Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0878-9
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