‘코스모스’를 쓴 미국의 천문학자 칼 세이건은 보이저 1호가 보내온 사진 속 지구를 보고 ‘창백한 푸른 점’이라고 말했다. 그런데, 먼 은하를 찍은 사진 속에서 보이는 ‘붉은 점’들은 생긴 지 얼마 안 되는 블랙홀일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 맨체스터대 천체물리학 센터, 벨파스트 퀸스대 천체물리학 연구센터, 서섹스대 천문학 연구센터, 덴마크 닐스 보어 연구소 초기 우주 연구센터, 코펜하겐대, 스위스 제네바대 공동 연구팀은 먼 은하에서 ‘작은 붉은 점’으로 알려진 신비한 천체가 젊은 초거대중량 블랙홀일 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 15일 자에 실렸다. 초기 우주와 은하의 진화, 별의 생애, 외계행성 탐사를 목표로 발사된 제임스 웹 우주 망원경은 지금까지 다양한 영상 자료를 전송했다. 영상 자료 속 작은 붉은 점들에 대해 초거대 블랙홀이나 별 형성 징후로 여겨졌지만, 지금까지 알려진 범주에 포함되지 않아 천문학자들 사이에서 논란이 있었다. 연구팀은 시간 변화에 따른 작은 붉은 점들의 거동을 잘 파악하기 위해 개별적으로 연구된 12개 은하의 데이터와 추가로 18개 은하에서 얻은 데이터를 비교 분석했다. 연구팀은 이들 은하 중심부에서 나오는 방출 스펙트럼을 연구한 결과, 이 스펙트럼은 은하 중심의 블랙홀을 둘러싸고 있는 고밀도 가스 구름 속 전자들에 광자(光子)가 부딪혀 산란하면서 발생한 것으로 밝혀졌다. 이번에 발견된 초거대중량 블랙홀의 크기는 기존 추정치보다 100분의1 수준으로 계산됐다. 이 작은 블랙홀들은 고밀도 가스에 둘러싸여 있는 것으로 확인됐다. 블랙홀들은 발달 초기 단계에 있으며, 이 시기에는 블랙홀이 밀도 높은 물질 속에 파묻혀 있어 X선과 전파를 차단하고 그 빛을 특정한 패턴으로 재형성한다고 연구팀은 설명했다. 요리스 위트스톡 덴마크 코펜하겐대 박사는 “이번 연구 결과는 초기 우주에서 지금까지 알려지지 않은 블랙홀 성장 과정을 보여준다”고 말했다.

영국의 저명한 우주과학자가 향후 50년 안에 외계 생명체의 존재를 뒷받침할 과학적 증거가 발견될 수 있다고 전망했다. 생명체의 형태는 미생물 수준일 가능성이 크지만, 인류가 우주에서 ‘혼자가 아닐 수 있다’는 사실을 확인하는 전환점이 될 수 있다는 평가다. 매기 애더린-포콕 박사는 21일(현지시간) 데일리메일 인터뷰에서 “우주에는 약 2000억 개의 은하가 존재한다”며 “이런 규모에서 생명이 지구에만 존재한다고 보기는 어렵다”고 밝혔다. 그는 2075년 이전에 외계 생명체에 대한 ‘긍정적 탐지’가 이뤄질 것이라고 강조했다. 긍정적 탐지는 외계 생명체와의 직접적인 접촉이나 문명 발견을 의미하는 것이 아니라 외계 행성의 대기나 토양에서 생명 활동이 있어야만 설명 가능한 화학 물질이나 생명 지표가 과학적으로 확인되는 단계를 뜻한다. 다시 말해 비생물학적 과정만으로는 설명하기 어려운 신호가 관측되는 수준이다. 애더린-포콕 박사는 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 물리·천문학과 소속으로, 이번 발언은 연말 크리스마스 시즌에 열리는 왕립연구소의 연례 과학 강연을 앞두고 나왔다. 이 강연은 영국에서 가장 권위 있는 대중 과학 강연 시리즈 중 하나로 꼽힌다. 이러한 전망은 우주의 규모와 통계적 접근에 기반한다. 박사는 은하 하나에만 수천억 개의 별이 존재하고 최근 수십 년 사이 이들 주변에서 수많은 외계 행성이 확인되고 있다는 점을 근거로 들었다. ◆ “2075년 이전 긍정적 탐지”…외계 생명 발견 시점 전망 애더린-포콕 박사는 이러한 확신의 배경으로 1961년 제시된 드레이크 방정식을 언급했다. 이 이론은 은하 내 별의 수와 행성 존재 확률, 생명 발생 조건 등을 종합해 외계 생명체의 존재 가능성을 추정하는 방식이다. 박사는 “이미 행성은 흔하다는 사실이 확인됐고 이제 남은 질문은 그중 어디에 생명이 존재하느냐”라고 설명했다. 다만 그는 외계 생명체 발견이 곧바로 ‘외계 문명과의 조우’를 의미하지는 않는다고 선을 그었다. 박사는 초기 단계에서 확인될 가능성이 가장 높은 것은 미생물 수준의 단순한 생명체라고 밝혔다. 최근 관측 결과도 이러한 기대를 키우고 있다. 지구에서 약 124광년 떨어진 외계행성 K2-18b의 대기에서는 생명 활동이 있어야 장기간 유지되기 어려운 분자가 탐지됐다. 과학자들은 이 행성이 두꺼운 수소 대기 아래 거대한 바다가 존재하는 ‘하이시언(Hycean) 세계’, 즉 지구형 행성보다 더 넓은 조건에서 미생물 생명체가 존재할 수 있는 환경일 가능성도 제기하고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 화성의 고대 강바닥 퇴적층에서 특이한 광물 구조를 발견했다고 밝혔다. 이는 과거 화성에 미생물이 존재했을 가능성을 시사하는 단서로 해석된다. 다만 이러한 관측 결과들은 아직 초기 단계로, 비생물학적 원인을 배제하기 위한 추가 관측과 검증이 필요하다는 게 과학계의 공통된 입장이다. 애더린-포콕 박사는 외계 생명체를 발견할 경우 지구 생태계와의 접촉을 철저히 차단해야 한다고 강조했다. 그는 “외계 생명은 완전히 격리된 상태에서 분석돼야 한다”며 화성 토양 샘플을 지구로 가져와 연구하기 위한 시설이 준비되고 있다고 설명했다. 박사는 “우주에서 바라본 지구에는 국경도 경계도 없다”며 “우주 탐사는 인류를 하나로 묶는 계기가 될 수 있다”고 덧붙였다.

영국의 저명한 우주과학자가 향후 50년 안에 외계 생명체의 존재를 뒷받침할 과학적 증거가 발견될 수 있다고 전망했다. 생명체의 형태는 미생물 수준일 가능성이 크지만, 인류가 우주에서 ‘혼자가 아닐 수 있다’는 사실을 확인하는 전환점이 될 수 있다는 평가다. 매기 애더린-포콕 박사는 21일(현지시간) 데일리메일 인터뷰에서 “우주에는 약 2000억 개의 은하가 존재한다”며 “이런 규모에서 생명이 지구에만 존재한다고 보기는 어렵다”고 밝혔다. 그는 2075년 이전에 외계 생명체에 대한 ‘긍정적 탐지’가 이뤄질 것이라고 강조했다. 긍정적 탐지는 외계 생명체와의 직접적인 접촉이나 문명 발견을 의미하는 것이 아니라 외계 행성의 대기나 토양에서 생명 활동이 있어야만 설명 가능한 화학 물질이나 생명 지표가 과학적으로 확인되는 단계를 뜻한다. 다시 말해 비생물학적 과정만으로는 설명하기 어려운 신호가 관측되는 수준이다. 애더린-포콕 박사는 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 물리·천문학과 소속으로, 이번 발언은 연말 크리스마스 시즌에 열리는 왕립연구소의 연례 과학 강연을 앞두고 나왔다. 이 강연은 영국에서 가장 권위 있는 대중 과학 강연 시리즈 중 하나로 꼽힌다. 이러한 전망은 우주의 규모와 통계적 접근에 기반한다. 박사는 은하 하나에만 수천억 개의 별이 존재하고 최근 수십 년 사이 이들 주변에서 수많은 외계 행성이 확인되고 있다는 점을 근거로 들었다. ◆ “2075년 이전 긍정적 탐지”…외계 생명 발견 시점 전망 애더린-포콕 박사는 이러한 확신의 배경으로 1961년 제시된 드레이크 방정식을 언급했다. 이 이론은 은하 내 별의 수와 행성 존재 확률, 생명 발생 조건 등을 종합해 외계 생명체의 존재 가능성을 추정하는 방식이다. 박사는 “이미 행성은 흔하다는 사실이 확인됐고 이제 남은 질문은 그중 어디에 생명이 존재하느냐”라고 설명했다. 다만 그는 외계 생명체 발견이 곧바로 ‘외계 문명과의 조우’를 의미하지는 않는다고 선을 그었다. 박사는 초기 단계에서 확인될 가능성이 가장 높은 것은 미생물 수준의 단순한 생명체라고 밝혔다. 최근 관측 결과도 이러한 기대를 키우고 있다. 지구에서 약 124광년 떨어진 외계행성 K2-18b의 대기에서는 생명 활동이 있어야 장기간 유지되기 어려운 분자가 탐지됐다. 과학자들은 이 행성이 두꺼운 수소 대기 아래 거대한 바다가 존재하는 ‘하이시언(Hycean) 세계’, 즉 지구형 행성보다 더 넓은 조건에서 미생물 생명체가 존재할 수 있는 환경일 가능성도 제기하고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 화성의 고대 강바닥 퇴적층에서 특이한 광물 구조를 발견했다고 밝혔다. 이는 과거 화성에 미생물이 존재했을 가능성을 시사하는 단서로 해석된다. 다만 이러한 관측 결과들은 아직 초기 단계로, 비생물학적 원인을 배제하기 위한 추가 관측과 검증이 필요하다는 게 과학계의 공통된 입장이다. 애더린-포콕 박사는 외계 생명체를 발견할 경우 지구 생태계와의 접촉을 철저히 차단해야 한다고 강조했다. 그는 “외계 생명은 완전히 격리된 상태에서 분석돼야 한다”며 화성 토양 샘플을 지구로 가져와 연구하기 위한 시설이 준비되고 있다고 설명했다. 박사는 “우주에서 바라본 지구에는 국경도 경계도 없다”며 “우주 탐사는 인류를 하나로 묶는 계기가 될 수 있다”고 덧붙였다.

태양계에서 가장 밀도가 높은 행성은 지구로, 그 밀도는 약 5.52g/㎤이다. 하지만 태양계 밖에서는 이보다 훨씬 다양한 밀도를 가진 외계 행성들이 존재한다. 솜사탕처럼 가벼운 가스 행성부터 지구보다 단단한 슈퍼 지구형 행성까지 그 스펙트럼은 매우 넓다. 최근 스위스 제네바 대학의 멜리사 홉슨이 이끄는 연구팀은 지구에서 195광년 떨어진 별 TOI-2322 주변에서 역대 가장 높은 밀도를 가진 외계 행성을 발견했다. 이 행성은 TOI-2322c로, 그 밀도가 무려 14.69g/㎤에 달한다. 지구의 밀도보다 거의 3배나 높으며, 심지어 납(11.34g/㎤)보다도 높은 수치다. 연구팀은 NASA의 외계 행성 탐사 위성 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 2018년부터 2023년까지 관측한 데이터를 분석했다. TESS는 행성이 별 앞을 가로질러 지나갈 때 발생하는 주기적인 별빛 감소를 통해 행성의 존재를 포착한다. 연구팀은 TESS의 데이터와 유럽 남방 천문대(ESO)의 초대형 망원경(VLT)에 설치된 에스프레소(ESPRESSO) 장비를 활용해 TOI-2322 주변을 정밀하게 분석했다. 에스프레소는 별의 미세한 흔들림을 측정하는 시선 속도법(radial velocity method)을 사용해 행성의 질량을 추정한다. 이 두 가지 관측 방법을 결합하여 TOI-2322 주변에 두 개의 암석 행성이 있다는 사실을 확인했다. 두 행성 중 안쪽에 있는 TOI-2322b는 지구 질량의 2.03배이며 공전 주기는 11.3일이다. 바깥쪽에 있는 TOI-2322c는 지구 질량의 18배에 달하는 거대한 슈퍼 지구형 행성이지만, 지름은 지구의 1.87배에 불과하다. 이처럼 작은 크기에 비해 엄청난 질량을 가져 밀도가 매우 높게 나타난 것이다. 과학자들은 TOI-2322c가 납보다 밀도가 높은 특이한 원소로만 이루어졌을 가능성은 낮다고 본다. 대신, 철과 니켈이 풍부한 거대한 금속 핵을 가지고 있을 가능성이 높고 행성의 막대한 중력에 의해 구성 물질이 강하게 압축돼 밀도가 더욱 높아진 것으로 추정된다. TOI-2322c의 발견은 우주에 존재하는 행성들이 얼마나 다양한 물리적 특성을 가질 수 있는지 보여주는 중요한 사례다. TESS는 2018년 이후 20만개의 별을 관측하며 7600개의 행성 후보를 찾아냈고, 그 중 686개를 외계 행성으로 확정했다. 앞으로도 TESS가 포착한 수많은 후보들을 분석하면 TOI-2322c처럼 극단적인 형태의 외계 행성이나 지구와 매우 유사한 행성들이 추가로 발견될 것으로 기대된다.

태양계에서 가장 밀도가 높은 행성은 지구로, 그 밀도는 약 5.52g/㎤이다. 하지만 태양계 밖에서는 이보다 훨씬 다양한 밀도를 가진 외계 행성들이 존재한다. 솜사탕처럼 가벼운 가스 행성부터 지구보다 단단한 슈퍼 지구형 행성까지 그 스펙트럼은 매우 넓다. 최근 스위스 제네바 대학의 멜리사 홉슨이 이끄는 연구팀은 지구에서 195광년 떨어진 별 TOI-2322 주변에서 역대 가장 높은 밀도를 가진 외계 행성을 발견했다. 이 행성은 TOI-2322c로, 그 밀도가 무려 14.69g/㎤에 달한다. 지구의 밀도보다 거의 3배나 높으며, 심지어 납(11.34g/㎤)보다도 높은 수치다. 연구팀은 NASA의 외계 행성 탐사 위성 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 2018년부터 2023년까지 관측한 데이터를 분석했다. TESS는 행성이 별 앞을 가로질러 지나갈 때 발생하는 주기적인 별빛 감소를 통해 행성의 존재를 포착한다. 연구팀은 TESS의 데이터와 유럽 남방 천문대(ESO)의 초대형 망원경(VLT)에 설치된 에스프레소(ESPRESSO) 장비를 활용해 TOI-2322 주변을 정밀하게 분석했다. 에스프레소는 별의 미세한 흔들림을 측정하는 시선 속도법(radial velocity method)을 사용해 행성의 질량을 추정한다. 이 두 가지 관측 방법을 결합하여 TOI-2322 주변에 두 개의 암석 행성이 있다는 사실을 확인했다. 두 행성 중 안쪽에 있는 TOI-2322b는 지구 질량의 2.03배이며 공전 주기는 11.3일이다. 바깥쪽에 있는 TOI-2322c는 지구 질량의 18배에 달하는 거대한 슈퍼 지구형 행성이지만, 지름은 지구의 1.87배에 불과하다. 이처럼 작은 크기에 비해 엄청난 질량을 가져 밀도가 매우 높게 나타난 것이다. 과학자들은 TOI-2322c가 납보다 밀도가 높은 특이한 원소로만 이루어졌을 가능성은 낮다고 본다. 대신, 철과 니켈이 풍부한 거대한 금속 핵을 가지고 있을 가능성이 높고 행성의 막대한 중력에 의해 구성 물질이 강하게 압축돼 밀도가 더욱 높아진 것으로 추정된다. TOI-2322c의 발견은 우주에 존재하는 행성들이 얼마나 다양한 물리적 특성을 가질 수 있는지 보여주는 중요한 사례다. TESS는 2018년 이후 20만개의 별을 관측하며 7600개의 행성 후보를 찾아냈고, 그 중 686개를 외계 행성으로 확정했다. 앞으로도 TESS가 포착한 수많은 후보들을 분석하면 TOI-2322c처럼 극단적인 형태의 외계 행성이나 지구와 매우 유사한 행성들이 추가로 발견될 것으로 기대된다.

2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 행성 탐사위성 테스(TESS)가 지구에서 불과(?) 35광년 떨어진 적색왜성 L98-59 주변에서 3개의 행성을 포착해 우주 생명체 탐사에 새로운 불씨를 지폈다. 이 가운데 가장 안쪽에 위치한 L98-59 b는 지구 지름의 84%, 질량은 절반 수준으로, 지구보다 작은 외계행성 가운데 크기와 질량이 가장 정밀하게 측정된 사례로 기록됐다. 유럽남방천문대(ESO) 과학자들은 에스프레소(ESPRESSO) 장치를 이용해 L98-59 행성계를 더 자세히 조사했고, 그 결과 네 번째 행성인 L98-59 e를 발견하는 데 성공했다. 또 다섯 번째 행성인 L98-59 f의 존재를 시사하는 증거도 포착해 흥미를 더했다. 캐나다 몬트리올대 트로티어 외계행성 연구소(IREx) 연구팀은 하프스(HARPS·칠레에 설치된 3.6m 구경 우주망원경), 에스프레소는 물론 테스와 제임스 웹 우주 망원경 등 현존하는 모든 장비를 동원해 다섯 번째 행성 L98-59 f의 존재를 확정하고 크기와 궤도 등 주요 정보를 상세하게 확인했다. 지구를 닮은 ‘쌍둥이 행성’의 비밀L98-59 f가 과학자들의 주목을 받는 가장 큰 이유는 모항성에서 받는 에너지양이 지구가 태양에서 받는 에너지와 거의 유사하기 때문이다. 이는 생명체 존재 가능성이 높은 외계행성으로 지목되는 핵심적 요인이다. L98-59 f의 모항성인 L98-59는 8억년 이상된 별로, 지구에 최초 생명체가 탄생했던 시기를 고려할 때 초기 단계의 광합성 생물이 존재할 가능성이 있다. 행성을 지키는 ‘보호막’의 존재? 대기 보존 가능성 주목!L98-59 f가 관심을 끄는 또 다른 이유는 그 질량에 있다. 이 행성은 지구 질량의 2.82배 이상으로, 적색왜성의 강력한 표면 폭발 현상인 플레어(flare)로부터 대기를 보호할 수 있는 강한 자기장과 중력을 지니고 있을 가능성이 크다. L98-59 f는 큰 질량과 적당한 거리 덕분에 대기를 보존하고 있을 가능성이 상당한 만큼 앞으로의 관측 결과가 주목된다. 연구팀은 L98-59 f가 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표가 될 것으로 기대한다. L98-59 f가 외계 생명체의 존재를 입증할 첫 번째 행성이 될 수 있을까?

2019년 나사(NASA·미 항공우주국)의 행성 탐사위성 테스(TESS)가 지구에서 불과(?) 35광년 떨어진 적색왜성 L98-59 주변에서 3개의 행성을 포착해 우주 생명체 탐사에 새로운 불씨를 지폈다. 이 가운데 가장 안쪽에 위치한 L98-59 b는 지구 지름의 84%, 질량은 절반 수준으로, 지구보다 작은 외계행성 가운데 크기와 질량이 가장 정밀하게 측정된 사례로 기록됐다. 유럽남방천문대(ESO) 과학자들은 에스프레소(ESPRESSO) 장치를 이용해 L98-59 행성계를 더 자세히 조사했고, 그 결과 네 번째 행성인 L98-59 e를 발견하는 데 성공했다. 또 다섯 번째 행성인 L98-59 f의 존재를 시사하는 증거도 포착해 흥미를 더했다. 캐나다 몬트리올대 트로티어 외계행성 연구소(IREx) 연구팀은 하프스(HARPS·칠레에 설치된 3.6m 구경 우주망원경), 에스프레소는 물론 테스와 제임스 웹 우주 망원경 등 현존하는 모든 장비를 동원해 다섯 번째 행성 L98-59 f의 존재를 확정하고 크기와 궤도 등 주요 정보를 상세하게 확인했다. 지구를 닮은 ‘쌍둥이 행성’의 비밀L98-59 f가 과학자들의 주목을 받는 가장 큰 이유는 모항성에서 받는 에너지양이 지구가 태양에서 받는 에너지와 거의 유사하기 때문이다. 이는 생명체 존재 가능성이 높은 외계행성으로 지목되는 핵심적 요인이다. L98-59 f의 모항성인 L98-59는 8억년 이상된 별로, 지구에 최초 생명체가 탄생했던 시기를 고려할 때 초기 단계의 광합성 생물이 존재할 가능성이 있다. 행성을 지키는 ‘보호막’의 존재? 대기 보존 가능성 주목!L98-59 f가 관심을 끄는 또 다른 이유는 그 질량에 있다. 이 행성은 지구 질량의 2.82배 이상으로, 적색왜성의 강력한 표면 폭발 현상인 플레어(flare)로부터 대기를 보호할 수 있는 강한 자기장과 중력을 지니고 있을 가능성이 크다. L98-59 f는 큰 질량과 적당한 거리 덕분에 대기를 보존하고 있을 가능성이 상당한 만큼 앞으로의 관측 결과가 주목된다. 연구팀은 L98-59 f가 제임스 웹 우주 망원경의 주요 관측 목표가 될 것으로 기대한다. L98-59 f가 외계 생명체의 존재를 입증할 첫 번째 행성이 될 수 있을까?

자기 몸을 불살라 별을 폭발시키는 외계행성이 처음으로 발견됐다. 지난 7일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 모항성과 너무 가까운 공전으로 에너지 폭발을 유도해 죽음을 자초하는 외계행성이 처음으로 발견됐다고 보도했다. 유럽우주국(ESA) 키옵스(Cheops) 우주망원경을 통해 처음 존재가 확인된 이 항성의 이름은 ‘HIP 67522’. 지구에서 약 407광년 떨어진 곳에 있는 HIP 67522는 태양보다 약간 더 크고 나이는 1700만 년에 불과해 갓난아기 수준이다. 특히 HIP 67522는 2개의 행성을 거느리고 있는데, 이중 연구 대상이 된 것은 ‘HIP 67522 b’다. 이 행성은 목성과 크기가 비슷하지만 질량은 5% 수준으로 말 그대로 솜사탕처럼 부풀어 오른 천체다. 흥미로운 점은 HIP 67522 b가 7일마다 HIP 67522를 공전할 만큼 바짝 붙어있다는 사실이다. 여기에 HIP 67522 b가 항성 가까이 공전하면서 별 표면의 에너지 폭발을 유도하고 있다는 것이 새롭게 밝혀졌다. 곧 이 행성은 자기장으로 별의 대규모 플레어를 일으키는데, 반대로 이는 자신의 대기를 층층이 벗겨내면서 생명을 단축해 말 그대로 ‘죽음을 자초하는 행성’이 된다. 연구를 이끈 네덜란드 전파천문학 연구소 예카테리나 일린 박사는 “이 행성은 특히 별의 강력한 플레어를 촉발하는 것으로 보인다”면서 “행성의 존재가 항성의 자기장을 교란해 항성이 격렬하게 폭발하고 주변에 방사선을 쏟아낸다”고 설명했다. 이어 “행성이 모항성에 강력한 플레어를 유발하는 별과 행성의 자기적 상호작용의 명확한 증거를 최초로 발견했다”며 의미를 부여했다. 이번 연구 결과는 행성이 항성의 활동에 직접적인 영향을 준다는 사실을 밝혀낸 첫 사례로, 국제학술지 네이처(Nature) 최신 호에 발표됐다.

자기 몸을 불살라 별을 폭발시키는 외계행성이 처음으로 발견됐다. 지난 7일(현지시간) 로이터 통신 등 외신은 모항성과 너무 가까운 공전으로 에너지 폭발을 유도해 죽음을 자초하는 외계행성이 처음으로 발견됐다고 보도했다. 유럽우주국(ESA) 키옵스(Cheops) 우주망원경을 통해 처음 존재가 확인된 이 항성의 이름은 ‘HIP 67522’. 지구에서 약 407광년 떨어진 곳에 있는 HIP 67522는 태양보다 약간 더 크고 나이는 1700만 년에 불과해 갓난아기 수준이다. 특히 HIP 67522는 2개의 행성을 거느리고 있는데, 이중 연구 대상이 된 것은 ‘HIP 67522 b’다. 이 행성은 목성과 크기가 비슷하지만 질량은 5% 수준으로 말 그대로 솜사탕처럼 부풀어 오른 천체다. 흥미로운 점은 HIP 67522 b가 7일마다 HIP 67522를 공전할 만큼 바짝 붙어있다는 사실이다. 여기에 HIP 67522 b가 항성 가까이 공전하면서 별 표면의 에너지 폭발을 유도하고 있다는 것이 새롭게 밝혀졌다. 곧 이 행성은 자기장으로 별의 대규모 플레어를 일으키는데, 반대로 이는 자신의 대기를 층층이 벗겨내면서 생명을 단축해 말 그대로 ‘죽음을 자초하는 행성’이 된다. 연구를 이끈 네덜란드 전파천문학 연구소 예카테리나 일린 박사는 “이 행성은 특히 별의 강력한 플레어를 촉발하는 것으로 보인다”면서 “행성의 존재가 항성의 자기장을 교란해 항성이 격렬하게 폭발하고 주변에 방사선을 쏟아낸다”고 설명했다. 이어 “행성이 모항성에 강력한 플레어를 유발하는 별과 행성의 자기적 상호작용의 명확한 증거를 최초로 발견했다”며 의미를 부여했다. 이번 연구 결과는 행성이 항성의 활동에 직접적인 영향을 준다는 사실을 밝혀낸 첫 사례로, 국제학술지 네이처(Nature) 최신 호에 발표됐다.

천문학자들은 몇십 년 동안 6000개가 넘는 외계행성을 발견했다. 처음 발견한 행성들은 별에서 매우 가깝고 목성보다 큰 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성들이었다. 과학자들은 이들 행성을 뜨거운 목성형 행성으로 분류했다. 이후 과학자들은 지구와 비슷한 암석 행성을 비롯해 슈퍼지구형 외계행성, 미니 해왕성형 외계행성 등 다양한 외계 행성을 발견했지만, 뜨거운 목성형 행성은 여전히 과학계에서 뜨거운 감자로 많은 논쟁과 연구 대상이 되고 있다. 기존의 행성 생성 이론으로는 설명하기 힘든 천체이기 때문이다. 행성은 갓 태어난 별 주변의 가스와 먼지구름인 원시 행성계 원반에서 태어나는데, 별에 가까운 곳에서는 강한 항성풍과 높은 온도로 인해 가스와 먼지가 뭉쳐 행성을 형성하기 힘들다고 알려져 있다. 이는 이론적으로 예측됐을 뿐 아니라 실제 관측을 통해서도 밝혀졌다. 따라서 뜨거운 목성형 행성들은 가스와 먼지가 풍부한 먼 궤도에서 생성된 후 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도로 이동한 것으로 여겨진다. 하지만 일반적으로 목성보다 큰 행성을 이렇게 먼 장소로 이동시키기 위해서는 매우 큰 힘이 필요하다. 과학자들은 다른 거대 가스 행성이나 별의 중력이 아니라면 이런 힘이 설명되지 않는다고 보고 있다. 미국 예일대학의 말레나 라이스 박사(천문학과 조교수)와 그의 동료들은 이 가운데 다른 별에 의한 중력 간섭을 연구했다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두 개의 별이 서로의 주위를 공전하는 쌍성계가 많은데, 쌍성계가 각각의 행성에 중력 간섭을 일으키는 경우를 조사한 것이다. 연구팀은 폰 지펠-리도프-코자이 이동(ZLK·von Zeipel-Lidov-Kozai migration) 이론을 통해 이 과정을 설명했다. ZLK 이론을 기반으로 정교한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행한 결과 연구팀은 뜨거운 목성형 행성이 생성될 수 있는 조건을 알아냈다. 핵심 조건은 거리였다. 적당한 거리에 떨어져 있는 두 개의 별 주변에 각각 목성형 가스 행성이 있는 경우 동반성의 중력이 수십억 년에 걸쳐 행성의 궤도를 안쪽으로 조금씩 이동시켜 두 개의 뜨거운 목성형 행성을 만들었다. 물론 뜨거운 목성형 행성이 생성되는 방식은 하나가 아닐 것으로 추정된다. 혼자 있는 별 주변에서도 뜨거운 목성이 발견되기 때문이다. 이 경우 다른 거대 행성의 중력 상호 작용으로 인해 하나는 별 주변으로 이동하고 하나는 먼 궤도나 혹은 아예 행성계에서 튕겨 나갔을 것으로 추정된다. 과학자들은 이 과정을 더 자세히 이해하기 위해 연구를 계속해 나갈 것이다.

천문학자들은 몇십 년 동안 6000개가 넘는 외계행성을 발견했다. 처음 발견한 행성들은 별에서 매우 가깝고 목성보다 큰 행성으로 태양계에는 존재하지 않는 형태의 행성들이었다. 과학자들은 이들 행성을 뜨거운 목성형 행성으로 분류했다. 이후 과학자들은 지구와 비슷한 암석 행성을 비롯해 슈퍼지구형 외계행성, 미니 해왕성형 외계행성 등 다양한 외계 행성을 발견했지만, 뜨거운 목성형 행성은 여전히 과학계에서 뜨거운 감자로 많은 논쟁과 연구 대상이 되고 있다. 기존의 행성 생성 이론으로는 설명하기 힘든 천체이기 때문이다. 행성은 갓 태어난 별 주변의 가스와 먼지구름인 원시 행성계 원반에서 태어나는데, 별에 가까운 곳에서는 강한 항성풍과 높은 온도로 인해 가스와 먼지가 뭉쳐 행성을 형성하기 힘들다고 알려져 있다. 이는 이론적으로 예측됐을 뿐 아니라 실제 관측을 통해서도 밝혀졌다. 따라서 뜨거운 목성형 행성들은 가스와 먼지가 풍부한 먼 궤도에서 생성된 후 수성 궤도보다 훨씬 안쪽 궤도로 이동한 것으로 여겨진다. 하지만 일반적으로 목성보다 큰 행성을 이렇게 먼 장소로 이동시키기 위해서는 매우 큰 힘이 필요하다. 과학자들은 다른 거대 가스 행성이나 별의 중력이 아니라면 이런 힘이 설명되지 않는다고 보고 있다. 미국 예일대학의 말레나 라이스 박사(천문학과 조교수)와 그의 동료들은 이 가운데 다른 별에 의한 중력 간섭을 연구했다. 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두 개의 별이 서로의 주위를 공전하는 쌍성계가 많은데, 쌍성계가 각각의 행성에 중력 간섭을 일으키는 경우를 조사한 것이다. 연구팀은 폰 지펠-리도프-코자이 이동(ZLK·von Zeipel-Lidov-Kozai migration) 이론을 통해 이 과정을 설명했다. ZLK 이론을 기반으로 정교한 컴퓨터 시뮬레이션을 시행한 결과 연구팀은 뜨거운 목성형 행성이 생성될 수 있는 조건을 알아냈다. 핵심 조건은 거리였다. 적당한 거리에 떨어져 있는 두 개의 별 주변에 각각 목성형 가스 행성이 있는 경우 동반성의 중력이 수십억 년에 걸쳐 행성의 궤도를 안쪽으로 조금씩 이동시켜 두 개의 뜨거운 목성형 행성을 만들었다. 물론 뜨거운 목성형 행성이 생성되는 방식은 하나가 아닐 것으로 추정된다. 혼자 있는 별 주변에서도 뜨거운 목성이 발견되기 때문이다. 이 경우 다른 거대 행성의 중력 상호 작용으로 인해 하나는 별 주변으로 이동하고 하나는 먼 궤도나 혹은 아예 행성계에서 튕겨 나갔을 것으로 추정된다. 과학자들은 이 과정을 더 자세히 이해하기 위해 연구를 계속해 나갈 것이다.

111광년 거리 준목성급 외계행성초기 행성 형성 과정 단서 제공별빛 가려주는 코로나그래프 사용직접 관측 외계행성 전체 2% 미만 미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주 망원경이 111광년 떨어져 있는 태양 절반 크기의 어린별 주위 원시행성원반 속에서 준목성급 가스형 외계행성을 직접 발견했다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 안-마리 라그랑주 박사팀은 26일 과학저널 네이처에서 웹 망원경이 어린별 ‘TWA 7’ 주위 원시행성원반 속에서 새로운 외계행성을 포착했다고 밝혔다. 연구팀은 TWA 7B라고 이름 붙인 이 행성이 웹 망원경으로 발견한 첫 번째 외계행성이라면서 이번 발견이 원시행성원반에서 초기 행성의 형성 과정에 대한 단서를 제공하리라 본다고 말했다. 행성은 새로 형성된 별 주위에서 발견되는 먼지와 가스로 이뤄진 원시행성원반에서 물질들이 뭉쳐 형성된다고 알려져 있으며, 원시행성원반은 목성 고리처럼 물질이 흩어져 있는 고리와 그 사이에 틈 구조로 돼 있다. 연구팀은 이런 고리와 틈 구조는 주변 물질을 밀어내거나 정렬시키는 중력을 가졌지만 보이지 않는 소위 ‘양치기 행성’(shepherd planet)의 존재를 암시한다고 여겨지지만 이런 행성을 직접 관측하기는 어려웠다고 지적했다. 이들은 이 연구에서 TWA 7 주위에 있는 고리 3개를 가진 원시행성원반에서 행성을 찾고자 기존 허블 우주망원경보다 성능이 100배 뛰어나고 현존 우주망원경 중 최고 성능이라고 평가받는 웹 망원경을 사용했다. TWA 7은 지구에서 111광년 떨어진 아주 젊은 별 집단인 ‘TW 히드라 성협’에 있는 별로, 질량은 태양의 46% 수준이며 나이는 약 640만년으로 추정된다. 1광년은 빛이 초속 30만㎞의 속도로 1년 동안 가는 거리로 약 9조 4600억 ㎞에 해당한다. 연구팀은 웹 망원경에 탑재된 중적외선 관측장비(MIRI)에 별의 빛을 가려 주변 천체들을 볼 수 있게 해주는 코로나그래프를 장착해 관측하는 방법으로 원시행성원반 고리 속에 있는 이번 행성을 발견했다. 원시행성원반 속에 새로 형성된 행성들은 아직 뜨거워서 오래된 행성들보다 더 밝게 보이고, 질량이 작은 행성은 원칙적으로 중적외선 영역에서 더 쉽게 탐지되기에 웹 망원경은 이 영역에서 독보적인 관측 성능을 보인다고 연구팀은 설명했다. 새로 발견된 행성은 목성보다는 작고 해왕성보다는 큰 준목성급 행성으로 질량은 목성의 0.3배로 추정되며, 모항성을 52천문단위(AU ·1AU는 지구와 태양 간 거리로 약 1억5000만㎞) 떨어진 궤도에서 공전하는 것으로 나타났다. 이 행성의 질량과 궤도 특성은 이 천체가 원시행성원반의 첫 번째 고리와 두 번째 고리 사이에서 형성될 때 갖게 되는 특성과 일치한다고 나타났다. 연구팀은 이번 행성은 질량이 목성의 30% 수준으로 지금까지 영상으로 포착된 외계행성 중 가장 작다며 이는 더 작은 외계행성을 영상화하는 연구의 새로운 진전이며 지구에 더 가까운 외계행성을 찾는 데 한 걸음 더 다가갔음을 의미한다고 말했다. 지금까지 발견된 외계행성은 6000개에 달한다. 1992년 4월 최초의 외계행성 2개가 발견되고 나서 33년이 지났는데 현재 기준으로 외계행성 5988개가 발견됐다. 이는 파리 천문대에서 만든 천문학 웹사이트 ‘외계행성 백과사전’의 대화형 외계행성 카탈로그에서 확인할 수 있다. 그러나 이 중 대부분은 행성이 모항성 앞을 지날 때 별빛이 약간 어두워지는 현상을 관측하는 이른바 ‘트랜짓’과 같은 간접적인 방법으로 확인한 것이다. 이 중 웹 망원경이 새로 발견한 외계행성과 같이 직접 관측한 외계행성은 전체의 2%도 채 되지 않는다고 로이터 통신은 짚었다.

111광년 거리 준목성급 외계행성초기 행성 형성 과정 단서 제공별빛 가려주는 코로나그래프 사용직접 관측 외계행성 전체 2% 미만 미국 항공우주국(NASA)의 제임스 웹 우주 망원경이 111광년 떨어져 있는 태양 절반 크기의 어린별 주위 원시행성원반 속에서 준목성급 가스형 외계행성을 직접 발견했다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 파리천문대 안-마리 라그랑주 박사팀은 26일 과학저널 네이처에서 웹 망원경이 어린별 ‘TWA 7’ 주위 원시행성원반 속에서 새로운 외계행성을 포착했다고 밝혔다. 연구팀은 TWA 7B라고 이름 붙인 이 행성이 웹 망원경으로 발견한 첫 번째 외계행성이라면서 이번 발견이 원시행성원반에서 초기 행성의 형성 과정에 대한 단서를 제공하리라 본다고 말했다. 행성은 새로 형성된 별 주위에서 발견되는 먼지와 가스로 이뤄진 원시행성원반에서 물질들이 뭉쳐 형성된다고 알려져 있으며, 원시행성원반은 목성 고리처럼 물질이 흩어져 있는 고리와 그 사이에 틈 구조로 돼 있다. 연구팀은 이런 고리와 틈 구조는 주변 물질을 밀어내거나 정렬시키는 중력을 가졌지만 보이지 않는 소위 ‘양치기 행성’(shepherd planet)의 존재를 암시한다고 여겨지지만 이런 행성을 직접 관측하기는 어려웠다고 지적했다. 이들은 이 연구에서 TWA 7 주위에 있는 고리 3개를 가진 원시행성원반에서 행성을 찾고자 기존 허블 우주망원경보다 성능이 100배 뛰어나고 현존 우주망원경 중 최고 성능이라고 평가받는 웹 망원경을 사용했다. TWA 7은 지구에서 111광년 떨어진 아주 젊은 별 집단인 ‘TW 히드라 성협’에 있는 별로, 질량은 태양의 46% 수준이며 나이는 약 640만년으로 추정된다. 1광년은 빛이 초속 30만㎞의 속도로 1년 동안 가는 거리로 약 9조 4600억 ㎞에 해당한다. 연구팀은 웹 망원경에 탑재된 중적외선 관측장비(MIRI)에 별의 빛을 가려 주변 천체들을 볼 수 있게 해주는 코로나그래프를 장착해 관측하는 방법으로 원시행성원반 고리 속에 있는 이번 행성을 발견했다. 원시행성원반 속에 새로 형성된 행성들은 아직 뜨거워서 오래된 행성들보다 더 밝게 보이고, 질량이 작은 행성은 원칙적으로 중적외선 영역에서 더 쉽게 탐지되기에 웹 망원경은 이 영역에서 독보적인 관측 성능을 보인다고 연구팀은 설명했다. 새로 발견된 행성은 목성보다는 작고 해왕성보다는 큰 준목성급 행성으로 질량은 목성의 0.3배로 추정되며, 모항성을 52천문단위(AU ·1AU는 지구와 태양 간 거리로 약 1억5000만㎞) 떨어진 궤도에서 공전하는 것으로 나타났다. 이 행성의 질량과 궤도 특성은 이 천체가 원시행성원반의 첫 번째 고리와 두 번째 고리 사이에서 형성될 때 갖게 되는 특성과 일치한다고 나타났다. 연구팀은 이번 행성은 질량이 목성의 30% 수준으로 지금까지 영상으로 포착된 외계행성 중 가장 작다며 이는 더 작은 외계행성을 영상화하는 연구의 새로운 진전이며 지구에 더 가까운 외계행성을 찾는 데 한 걸음 더 다가갔음을 의미한다고 말했다. 지금까지 발견된 외계행성은 6000개에 달한다. 1992년 4월 최초의 외계행성 2개가 발견되고 나서 33년이 지났는데 현재 기준으로 외계행성 5988개가 발견됐다. 이는 파리 천문대에서 만든 천문학 웹사이트 ‘외계행성 백과사전’의 대화형 외계행성 카탈로그에서 확인할 수 있다. 그러나 이 중 대부분은 행성이 모항성 앞을 지날 때 별빛이 약간 어두워지는 현상을 관측하는 이른바 ‘트랜짓’과 같은 간접적인 방법으로 확인한 것이다. 이 중 웹 망원경이 새로 발견한 외계행성과 같이 직접 관측한 외계행성은 전체의 2%도 채 되지 않는다고 로이터 통신은 짚었다.

과학자들은 지금까지 6000개 이상의 외계행성을 확인했지만, 대부분은 직접 행성을 망원경으로 포착한 것이 아니라 행성의 중력이 별이 흔들리거나 별빛을 가리는 간접적인 방식을 이용해서 그 존재를 증명해왔다. 대부분의 행성이 너무 멀리 떨어져 있고 스스로 빛을 내는 별에 비해 너무 어두워 직접 이미지를 포착하기 어렵기 때문이다. 예를 들어 지구의 경우 태양이 방출하는 에너지의 22억분의 1을 받는 수준에 지나지 않기 때문에 태양보다 수십억 배 이상 어둡다. 이런 어려운 조건에도 과학자들은 수십 개 이상의 외계행성을 망원경으로 직접 포착하는 데 성공했다. 생성된 지 얼마 되지 않은 외계행성으로 아직 뜨겁고 질량이 크며 모항성과 적당히 떨어진 거리에 있는 등 여러 조건이 맞으면 드물 게 망원경으로 직접 관측이 가능하다. 최근 제임스 웹 우주망원경은 이런 조건에 맞지 않는 영하의 차가운 외계행성을 포착하는 데 성공했다. 지구에서 60광년 떨어진 태양과 비슷한 별 ‘14 허큘리스’(14 Herculis) 주변을 공전하는 ‘14 허큘리스 c’가 바로 그 주인공이다. 14 허큘리스 c의 표면 온도는 영하 3도에 불과하다. 이는 직접 망원경으로 관측한 외계행성 중 가장 차가운 것이다. 이렇게 온도가 낮은 이유는 이 행성이 모항성에서 멀리 떨어져 있기 때문이다. 14 허큘리스 c는 지구-태양 거리의 15배 정도 거리에서 14 허큘리스를 공전한다. 태양계로 치면 토성과 천왕성 중간 정도다. 제임스 웹 우주망원경의 근적외선카메라(NIRCam)는 이렇게 어두운 천체를 관측하는 데 특화되어 있다. 4.4 마이크로미터 근적외선 파장대에서 관측한 결과 14 허큘리스 c는 목성 질량의 7배에 달하는 거대한 행성으로 밝혀졌다. 그런데 질량과 낮은 표면 온도보다 더 놀라운 사실은 공전 궤도에 있다. 14 허큘리스 c는 더 안쪽에 있는 14 허큘리스 b와 40도 정도 기울어진 각도로 공전하고 있었다. 따라서 옆에서 보면 마치 X자 형태로 두 행성 궤도가 만나게 된다. 제임스 웹 우주망원경 관측 전에는 알 수 없었던 새로운 사실이다. 이런 독특한 공전 궤도는 현재 관측되지 않는 제3의 행성이나 다른 별의 중력 간섭에 의한 것으로 생각된다. 행성의 공전 궤도를 크게 바꿀 수 있는 중력을 지닌 천체가 14 허큘리스 b와 c의 공전 궤도를 크게 비틀어 놓은 것이다. 만약 다른 행성에 의한 것이라면 이 행성은 이미 밖으로 튕겨 나갔을 가능성도 있다. 제임스 웹 우주망원경은 외계행성의 대기를 분석하거나 이미지를 직접 포착하는 등 외계행성 연구에서 큰 활약을 보이고 있다. 이번에도 과거에는 알기 힘들었던 극단적인 행성계에 대한 정보를 제공했다. 앞으로도 제임스 웹 우주 망원경은 천문학의 최전선에서 인류의 지식을 크게 확장할 것으로 기대된다.

과학자들은 지금까지 6000개 이상의 외계행성을 확인했지만, 대부분은 직접 행성을 망원경으로 포착한 것이 아니라 행성의 중력이 별이 흔들리거나 별빛을 가리는 간접적인 방식을 이용해서 그 존재를 증명해왔다. 대부분의 행성이 너무 멀리 떨어져 있고 스스로 빛을 내는 별에 비해 너무 어두워 직접 이미지를 포착하기 어렵기 때문이다. 예를 들어 지구의 경우 태양이 방출하는 에너지의 22억분의 1을 받는 수준에 지나지 않기 때문에 태양보다 수십억 배 이상 어둡다. 이런 어려운 조건에도 과학자들은 수십 개 이상의 외계행성을 망원경으로 직접 포착하는 데 성공했다. 생성된 지 얼마 되지 않은 외계행성으로 아직 뜨겁고 질량이 크며 모항성과 적당히 떨어진 거리에 있는 등 여러 조건이 맞으면 드물 게 망원경으로 직접 관측이 가능하다. 최근 제임스 웹 우주망원경은 이런 조건에 맞지 않는 영하의 차가운 외계행성을 포착하는 데 성공했다. 지구에서 60광년 떨어진 태양과 비슷한 별 ‘14 허큘리스’(14 Herculis) 주변을 공전하는 ‘14 허큘리스 c’가 바로 그 주인공이다. 14 허큘리스 c의 표면 온도는 영하 3도에 불과하다. 이는 직접 망원경으로 관측한 외계행성 중 가장 차가운 것이다. 이렇게 온도가 낮은 이유는 이 행성이 모항성에서 멀리 떨어져 있기 때문이다. 14 허큘리스 c는 지구-태양 거리의 15배 정도 거리에서 14 허큘리스를 공전한다. 태양계로 치면 토성과 천왕성 중간 정도다. 제임스 웹 우주망원경의 근적외선카메라(NIRCam)는 이렇게 어두운 천체를 관측하는 데 특화되어 있다. 4.4 마이크로미터 근적외선 파장대에서 관측한 결과 14 허큘리스 c는 목성 질량의 7배에 달하는 거대한 행성으로 밝혀졌다. 그런데 질량과 낮은 표면 온도보다 더 놀라운 사실은 공전 궤도에 있다. 14 허큘리스 c는 더 안쪽에 있는 14 허큘리스 b와 40도 정도 기울어진 각도로 공전하고 있었다. 따라서 옆에서 보면 마치 X자 형태로 두 행성 궤도가 만나게 된다. 제임스 웹 우주망원경 관측 전에는 알 수 없었던 새로운 사실이다. 이런 독특한 공전 궤도는 현재 관측되지 않는 제3의 행성이나 다른 별의 중력 간섭에 의한 것으로 생각된다. 행성의 공전 궤도를 크게 바꿀 수 있는 중력을 지닌 천체가 14 허큘리스 b와 c의 공전 궤도를 크게 비틀어 놓은 것이다. 만약 다른 행성에 의한 것이라면 이 행성은 이미 밖으로 튕겨 나갔을 가능성도 있다. 제임스 웹 우주망원경은 외계행성의 대기를 분석하거나 이미지를 직접 포착하는 등 외계행성 연구에서 큰 활약을 보이고 있다. 이번에도 과거에는 알기 힘들었던 극단적인 행성계에 대한 정보를 제공했다. 앞으로도 제임스 웹 우주 망원경은 천문학의 최전선에서 인류의 지식을 크게 확장할 것으로 기대된다.

1990년 4월 24일 우주의 심연을 들여다보고 싶은 인류의 꿈을 담은 우주망원경이 미 항공우주국(NASA) 디스커버리호에 실려 힘차게 날아올랐다. 정확히 24일 발사 35주년을 맞은 허블우주망원경(Hubble Space Telescope)이다. 이날 허블을 공동 운영해 온 NASA와 유럽우주국(ESA)은 여러 축하 메시지와 천체 사진을 공개하며 35세 생일을 자축했다. 숀 도마갈 골드먼 NASA 천체물리학 부문장 대행은 “35년 전 허블이 발사되면서 우주로의 새로운 창을 열었다”면서 “오늘날에도 여전히 작동하고 있다는 사실은 그 가치와 역할을 증명하는 것”이라고 의미를 부여했다. 특히 이날 ESA는 허블이 여전한 ‘노익장’을 과시하며 최근 촬영한 4장의 기념 이미지를 공개했는데, 모두 경이로운 천체의 모습을 담고 있다. 먼저 이웃 행성 화성이다. 지난해 12월 28~30일 허블이 촬영한 이 사진은 화성이 궤도상 지구에 가장 가깝게 접근했을 때 모습이다. 사진에는 밝은 주황색의 타르시스 고원과 북극 만년설, 희미한 물 얼음 구름이 담겨있는데, 이는 허블의 독특한 자외선 관측 능력 덕분에 포착한 것이다. 또 다른 사진은 지난 1월 허블이 촬영한 지구에서 행성상 성운(행성 모양의 성운) NGC 2899다. 마치 우주를 훨훨 날아다니는 나비처럼 보이는데, 이는 중심부에 자리한 죽어가는 별에서 뿜어져 나온 다채로운 먼지와 가스 구름으로 형성된 것이다. 세 번째 사진은 지난달 허블이 촬영한 나선 은하 NGC 5335다. 이 은하는 중심부를 가로지르는 눈에 띄는 막대 구조를 보이며, 가장자리에는 별 생성의 흔적이 불규칙하게 소용돌이친다. 마지막 사진은 지난해 12월 허블이 촬영한 장미꽃 모양을 닮은 발광 산광성운인 장미성운(Rosette Nebula)이다. 다만 거대한 별 형성 영역의 일부만을 촬영해 전체적인 모습이 드러나지는 않는다. 35년째 지상 559㎞ 높이에서 97분마다 지구를 돌며 먼 우주를 관측하고 있는 허블은 대기의 간섭없이 멀고 먼 우주를 관측하기 위해 제작됐다. 허블은 35년이라는 긴 세월 동안 외계행성, 블랙홀, 암흑에너지 존재, 우주의 가속 팽창 등을 포착하며 천문학계에 혁명을 일으켰다. NASA에 따르면 허블은 지금까지 약 170만 건의 관측을 수행했으며, 이를 통해 전문가들은 2만 2000건 이상의 논문을 발표했다. 그러나 최근 몇 년 동안 허블은 기기의 여러 문제와 결함을 일으키면서 영구적인 작동 중단은 시간문제다. 특히 현재 세간의 관심은 최신형인 제임스 웹 우주 망원경으로 옮겨간 상황이다. 웹 망원경은 주경 지름이 6.5m로, 2.4m인 허블보다 2배 이상 크며 집광력은 7배가 넘는다. 다만 대표적인 두 우주망원경의 특징은 서로 다르다. 웹 망원경은 적외선 관측으로 특화된 망원경인데, 긴 파장의 적외선으로 관측할 경우 우주의 먼지 뒤에 숨은 대상까지 뚜렷하게 볼 수 있다. 이에 비해 허블은 가시광선, 근적외선 스펙트럼으로 천체를 본다. 따라서 웹 망원경과 허블이 촬영한 데이터를 결합해 서로 보완하면 우주에 대한 보다 포괄적인 통찰력을 얻을 수 있다.

시속 7만㎞에 달하는 철과 나트륨 성분의 바람이 부는 지옥같은 행성이 확인됐다. 최근 칠레 유럽남방천문대(ESO) 줄리아 빅토리아 세이델 박사가 이끄는 국제 연구팀은 극단적인 대기환경을 가진 외계행성 ‘WASP-121b’ 대기의 비밀을 밝힌 연구결과를 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 2015년 처음 발견된 WASP-121b는 지구에서 약 900광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 ‘뜨거운 목성’(hot Jupiter)형 행성이다. 뜨거운 목성은 우리의 목성과 같은 거대한 가스 행성이지만 모항성과 매우 가까운 탓에 표면온도가 뜨거워 이같은 별칭으로 불린다. 실제 WASP-121b는 모항성을 지구시간으로 불과 30시간 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있다. 특히 WASP-121b는 모항성의 조석력에 묶여 낮과 밤면이 고정돼 있어 한쪽(낮면)만 매우 뜨거운데, 대기가 최대 2300°C까지 가열돼 철도 녹일 수 있는 수준이다. 이번에 연구팀은 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 첨단 고해상도 분광장치 ‘에스프레소’(ESPRESSO)를 사용해 WASP-121b 대기에서 여러 화학 원소의 특징을 감지하는데 성공했다. 분석 결과 행성의 대기에서 3가지 다른 층이 존재하는 것이 확인됐다. 먼저 행성 대기의 가장 깊은층에는 철 성분이, 중간층은 나트륨, 바깥층은 수소가 거대하고 빠른 속도의 바람을 일으키며 각기 다른 방향으로 움직이고 있다는 사실이 밝혀졌다. 특히 바람 속도는 시속 7만㎞로 추정되는데, 이는 외계행성에서 관측된 가장 강력한 제트기류로 꼽힌다. 지구의 허리케인이 시속 몇백㎞라는 사실과 비교해보면 그야말로 비교자체가 불가한 수준인 것. 연구를 이끈 세이델 박사는 “외계행성의 대기를 3차원 구조로 자세하게 연구할 수 있었던 것은 이번이 처음”이라면서 “행성의 대기구조와 움직임이 마치 SF에서 나온 것 같다”며 놀라워했다. 이어 “철과 티타늄 같은 원소를 운반하는 강력한 바람이 행성 대기 전체에 복잡한 날씨 패턴을 만들어낸다”면서 “행성 절반에 걸쳐있는 제트기류가 행성의 밤과 낮면의 경계를 지나 이동하면서 대기를 격렬하게 휘젓는 것처럼 보인다”고 덧붙였다.

시속 7만㎞에 달하는 철과 나트륨 성분의 바람이 부는 지옥같은 행성이 확인됐다. 최근 칠레 유럽남방천문대(ESO) 줄리아 빅토리아 세이델 박사가 이끄는 국제 연구팀은 극단적인 대기환경을 가진 외계행성 ‘WASP-121b’ 대기의 비밀을 밝힌 연구결과를 과학저널 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 2015년 처음 발견된 WASP-121b는 지구에서 약 900광년 떨어진 곳에 위치한 이른바 ‘뜨거운 목성’(hot Jupiter)형 행성이다. 뜨거운 목성은 우리의 목성과 같은 거대한 가스 행성이지만 모항성과 매우 가까운 탓에 표면온도가 뜨거워 이같은 별칭으로 불린다. 실제 WASP-121b는 모항성을 지구시간으로 불과 30시간 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있다. 특히 WASP-121b는 모항성의 조석력에 묶여 낮과 밤면이 고정돼 있어 한쪽(낮면)만 매우 뜨거운데, 대기가 최대 2300°C까지 가열돼 철도 녹일 수 있는 수준이다. 이번에 연구팀은 ESO의 초거대망원경(VLT)에 장착된 첨단 고해상도 분광장치 ‘에스프레소’(ESPRESSO)를 사용해 WASP-121b 대기에서 여러 화학 원소의 특징을 감지하는데 성공했다. 분석 결과 행성의 대기에서 3가지 다른 층이 존재하는 것이 확인됐다. 먼저 행성 대기의 가장 깊은층에는 철 성분이, 중간층은 나트륨, 바깥층은 수소가 거대하고 빠른 속도의 바람을 일으키며 각기 다른 방향으로 움직이고 있다는 사실이 밝혀졌다. 특히 바람 속도는 시속 7만㎞로 추정되는데, 이는 외계행성에서 관측된 가장 강력한 제트기류로 꼽힌다. 지구의 허리케인이 시속 몇백㎞라는 사실과 비교해보면 그야말로 비교자체가 불가한 수준인 것. 연구를 이끈 세이델 박사는 “외계행성의 대기를 3차원 구조로 자세하게 연구할 수 있었던 것은 이번이 처음”이라면서 “행성의 대기구조와 움직임이 마치 SF에서 나온 것 같다”며 놀라워했다. 이어 “철과 티타늄 같은 원소를 운반하는 강력한 바람이 행성 대기 전체에 복잡한 날씨 패턴을 만들어낸다”면서 “행성 절반에 걸쳐있는 제트기류가 행성의 밤과 낮면의 경계를 지나 이동하면서 대기를 격렬하게 휘젓는 것처럼 보인다”고 덧붙였다.

지구에서 20광년 떨어진 우주에서 외계생명체 존재 가능성이 있는 외계 행성이 발견됐다. 미국항공우주국(NASA)는 28일(현지시간) “지구로부터 약 19.7광년 떨어진 곳에서 별 HD 20794를 공전하는 ‘슈퍼지구’ HD 20794 d를 발견했다”고 밝혔다. 스위스 제네바대학과 행성과학연구센터(NCCR PlanetS) 등 공동 연구진이 발견한 행성 HD 20794 d는 지구 질량의 4.8배, 궤도주기는 90일이며 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 ‘슈퍼지구’에 속한다. 슈퍼지구는 지구와 유사한 암석 행성이지만 질량은 지구의 2~10배에 달하는 외계행성을 의미한다. 천왕성이나 해왕성보다는 작고 지구보다는 훨씬 큰 행성들로, 두껍고 안정적인 대기와 물과 얼음 등으로 덮인 표면 등으로 외계생명체 존재 또는 미래의 인류가 거주할 장소로 주목받는다. 새 슈퍼지구인 HD 20794 d는 지구에서 약 19.7광년 떨어져 있지만, 이는 우주의 기준에서 지구와 매우 근접한 거리라고 볼 수 있다. 지구와 가까운 슈퍼지구는 빛의 신호가 더 강하기 때문에 멀리 떨어진 행성에 비해 연구가 수월하다는 장점이 있다. 일반적으로 행성이 주는 신호는 노이즈에 가려져 있어 존재 여부를 식별하기가 어렵다. 과학자들은 새로운 슈퍼지구를 찾기 위해 수십 년 이상 쌓인 데이터를 분석하고 행성 식별을 어렵게 하는 노이즈를 제거하는 작업을 진행한다. HD 20794 d 행성을 연구한 자비에르 두무스크 제네바대학 천문학과 교수는 “거리적으로 가까운 행성은 그 밝기와 근접성 때문에, 훗날 미래의 망원경이 대기를 직접 관찰할 수 있어 연구에 큰 도움이 된다”고 설명했다. 연구진은 새 슈퍼지구가 항성계 거주가능영역, 즉 ‘골디락스 존’에 있다는 사실에 주목하고 있다. ‘골디락스 존’은 별 주변에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 영역을 뜻한다. 액체 상태의 물은 생명체 발달에 반드시 필요한 조건 중 하나인 만큼, 이것의 존재 가능성은 곧 외계생명체의 존재 가능성을 의미한다. 골디락스 존에 있는 슈퍼지구 중 가장 유명한 것은 글리제 581c다. 이 행성은 지구에서 20광년 떨어져 있으며, 이론상으로 생명체가 존재할 가능성이 있는 것으로 여겨진다. 현재까지 발견된 슈퍼지구의 정확한 수는 공개되지 않았지만, 새로운 관측 기술과 방법이 개발되면서 향후 더 많은 슈퍼지구가 발견될 것으로 예상된다. HD 20794 d와 관련한 자세한 내용은 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다.

지구에서 20광년 떨어진 우주에서 외계생명체 존재 가능성이 있는 외계 행성이 발견됐다. 미국항공우주국(NASA)는 28일(현지시간) “지구로부터 약 19.7광년 떨어진 곳에서 별 HD 20794를 공전하는 ‘슈퍼지구’ HD 20794 d를 발견했다”고 밝혔다. 스위스 제네바대학과 행성과학연구센터(NCCR PlanetS) 등 공동 연구진이 발견한 행성 HD 20794 d는 지구 질량의 4.8배, 궤도주기는 90일이며 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 ‘슈퍼지구’에 속한다. 슈퍼지구는 지구와 유사한 암석 행성이지만 질량은 지구의 2~10배에 달하는 외계행성을 의미한다. 천왕성이나 해왕성보다는 작고 지구보다는 훨씬 큰 행성들로, 두껍고 안정적인 대기와 물과 얼음 등으로 덮인 표면 등으로 외계생명체 존재 또는 미래의 인류가 거주할 장소로 주목받는다. 새 슈퍼지구인 HD 20794 d는 지구에서 약 19.7광년 떨어져 있지만, 이는 우주의 기준에서 지구와 매우 근접한 거리라고 볼 수 있다. 지구와 가까운 슈퍼지구는 빛의 신호가 더 강하기 때문에 멀리 떨어진 행성에 비해 연구가 수월하다는 장점이 있다. 일반적으로 행성이 주는 신호는 노이즈에 가려져 있어 존재 여부를 식별하기가 어렵다. 과학자들은 새로운 슈퍼지구를 찾기 위해 수십 년 이상 쌓인 데이터를 분석하고 행성 식별을 어렵게 하는 노이즈를 제거하는 작업을 진행한다. HD 20794 d 행성을 연구한 자비에르 두무스크 제네바대학 천문학과 교수는 “거리적으로 가까운 행성은 그 밝기와 근접성 때문에, 훗날 미래의 망원경이 대기를 직접 관찰할 수 있어 연구에 큰 도움이 된다”고 설명했다. 연구진은 새 슈퍼지구가 항성계 거주가능영역, 즉 ‘골디락스 존’에 있다는 사실에 주목하고 있다. ‘골디락스 존’은 별 주변에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 영역을 뜻한다. 액체 상태의 물은 생명체 발달에 반드시 필요한 조건 중 하나인 만큼, 이것의 존재 가능성은 곧 외계생명체의 존재 가능성을 의미한다. 골디락스 존에 있는 슈퍼지구 중 가장 유명한 것은 글리제 581c다. 이 행성은 지구에서 20광년 떨어져 있으며, 이론상으로 생명체가 존재할 가능성이 있는 것으로 여겨진다. 현재까지 발견된 슈퍼지구의 정확한 수는 공개되지 않았지만, 새로운 관측 기술과 방법이 개발되면서 향후 더 많은 슈퍼지구가 발견될 것으로 예상된다. HD 20794 d와 관련한 자세한 내용은 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호에 실렸다.