우주 이야기 1267 - 항성 플레어가 적색왜성 주변 행성의 대기 존재 가능성을 높인다?

(Credit: NASA/JPL-Caltech)

태양 질량의 절반 이하인 어두운 별인 적색왜성은 사실 우주에서 가장 흔한 별이기도 합니다. 따라서 과학자들이 존재를 확인한 외계 행성 가운데 상당수는 적색 왜성 근처에서 발견됐습니다. 매우 작고 어두운 별이지만, 별에 매우 가까운 궤도를 공전하는 경우 액체 상태의 물이 있을 수 있어 과학자들이 주목을 받고 있기도 합니다.

독일 퀄른 대학의 과학자들이 이끄는 국제 과학자 팀은 지구에서 가까운 행성계인 TRAPPIST-1의 생명체 존재 가능성을 시가하는 연구 결과를 발표했습니다.

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TRAPPIST-1는 태양 질량의 1/12에 불과한 작은 별로 매우 어둡지만 주변을 도는 행성계가 매우 가까이 있어 액체 상태의 물이 있을 수 있다는 점 때문에 주목 받았습니다. 하지만 동시에 모항성에서 너무 가까운 위치로 인해 강력한 플레어의 영향을 받아 대기가 존재할 수 있는지 회의적인 시각도 적지 않습니다.

연구팀은 적색왜성의 항성 플레어가 대기가 아닌 내부에 어떤 영향을 미치는지 연구했습니다. 플레어에서 나오는 강력한 자기장은 옴의 소실 (Ohmic dissipation,0ohmic loss)이라는 형태로 열에너지 형태로 내부에서 사라지게 됩니다. 그런데 이 과정이 반복되면 오히려 지질학적 활동을 촉진할 수 있습니다.

사실 대기를 지키기 위해서는 끊임없이 행성 내부에서 화산활동과 지질 활동으로 가스가 배출되어야 하며 대기를 지킬 수 있는 자기장의 존재도 필요합니다. 즉 행성에 놓인 외부적 조건 못지 않게 내부적 요인이 중요하다는 것입니다.

이번 연구는 TRAPPIST-1에 적어도 하나 이상의 지구형 행성이 지구나 금성 같은 두꺼운 대기를 지녔을 가능성을 시사했다는 점에서 의의가 있습니다. 다만 실제 두꺼운 대기를 지녔는지는 앞으로 연구를 통해 밝혀야할 부분입니다. 앞으로 어떤 결과가 나오게 될지 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-12-planetary-interiors-trappist-affected-solar.html

Alexander Grayver et al, Interior Heating of Rocky Exoplanets from Stellar Flares with Application to TRAPPIST-1, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/aca287

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