우주 이야기 1477 - 슈퍼 지구에도 생명체가 살 수 있을까?

(Credit: CC0 Public Domain)

천문학자들은 다른 별 주변에서 태양계에는 없는 형태의 행성들을 찾아냈습니다. 뜨거운 목성, 슈퍼 지구, 미내 해왕성 등이 여기에 속합니다. 이 가운데 슈퍼 지구는 지구의 대형 버전인 만큼 생명체 존재 가능성을 충분히 생각해 볼 수 있는 외계 행성입니다.

스위스 제네바 대학과 여러 연관 기관의 국제 과학자팀은 ESPRESSO와 HARPS 같은 최신 외계 행성 관측 장비와 다른 관측 장비를 통해 모은 20년 간의 관측 데이터를 종합해서 지구에서 19.7광년 떨어진 위치에 있는 슈퍼 지구형 외계 행성 HD 20794 d를 찾아냈습니다.

HD 20794는 태양과 비슷한 별로 생명체 거주 가능한 위치가 태양계와 비슷한 0.7에서 1.5AU (AU: 지구 태양 간 거리, 1.5억km) 정도입니다. HD 20794 d는 0.75-2.0AU의 상당히 긴 타원 궤도를 돌고 있는데, 왜 이런 궤도를 돌고 있는지도 의문이지만, 더 궁금한 부분은 생명체 거주 가능 위치를 지나기 때문에 혹시 표면에 액체 상태의 물이 있을 수 있는지입니다.

HD 20794 d는 공전 주기가 화성보다 40일 짧은 647일에 달하기 때문에 사실 현재 기술로 포착이 매우 어려웠습니다. 기술적 한계로 인해 지금까지 발견한 대부분의 외계 행성은 별에 가까운 것들 뿐입니다. 하지만 20년 간의 데이터를 종합해 미세한 변화를 장기간에 걸쳐 포착하므로써 마침내 그 존재를 알아냈습니다.

이 슈퍼 지구의 질량은 대략 지구의 6배 정도인데, 흥미롭게도 훨씬 안쪽 궤도에 공전 주기가 각각 18일과 90일인 슈퍼 지구형 행성 두 개가 더 있습니다. 각각의 질량은 지구의 2배와 3배 수준입니다. 물론 더 안쪽에 있는 슈퍼 지구들은 생명체가 존재하기에는 너무 뜨거운 행성들입니다.

HD 20794 d의 길쭉한 타원 궤도를 생각하면 별에 가까워졌을 때와 멀어졌을 때의 온도 차이가 매우 클 것으로 추정해 볼 수 있습니다. 따라서 이 행성의 기후는 우리가 일반적으로 생각하는 것과 많이 다를 수 있습니다. 열탕과 냉탕을 오가는 상황에서 생명체가 존재할 수 있을까 걱정되기도 하지만, 지구보다 훨씬 큰 크기에 두꺼운 대기와 바다를 지니고 있을 경우 어느 정도 열을 흡수하고 저장하는 일이 가능할 것으로 생각됩니다.

과학자들은 19.7광년이라는 상대적으로 가까운 거리 때문에 이 새로운 슈퍼 지구가 앞으로 슈퍼 지구를 연구하는 데 있어 중요한 목표가 될 것으로 기대하고 있습니다. 차세대 망원경이 건설되면 HD 20794 d가 실제로 어떤 행성인지에 대해 많은 정보가 밝혀질 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2025-01-super-earth-discovery-reveals-exoplanet.html

N. Nari et al, Revisiting the multi-planetary system of the nearby star HD 20794. Confirmation of a low-mass planet in the habitable zone of a nearby G-dwarf, Astronomy & Astrophysics (2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451769

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