지난 2016년 천문학자들은 지구에서 4.2광년 떨어져 있는 적색왜성 프록시마 켄타우리의 주변을 도는 이른바 프록시마 b라는 생명체 서식 가능성 있는 별을 발견했었다.
그런데 이번엔 프록시마 b가 아닌 프록시마 켄타우리 주위를 선회하는 또 다른 '슈퍼-지구(super-Earth)'에서 나오는 것으로 추정되는 두 번째 신호를 포착했다고 CNN 방송이 15일(현지시간) 보도했다. 말하자면 프록시마 c의 존재를 확인했다는 것이다.
프록시마 켄타우리는 태양에서 가장 가까운 별이다. CNN에 따르면 이 별은 알파 켄타우리라는 연성(連星), 즉 동일한 무게 중심 둘레를 공전하는 별과 공존한다. 프록시마 켄타우리는 M급 왜성으로 알려진 낮은 질량의 적색왜성이며, 밝은 연성인 알파 켄타우리 AB에 가까이 위치해있다.
이 별들은 모두 육안으로는 보이지 않는 켄타우루스 별자리 성좌에 속해 있다.
프록시마 켄타우리 주변을 선회하는 첫 번째 행성이 발견된 뒤 천문학자들은 그 주변에 또 다른 행성이 존재할 것이라고 추정했다. 이에 따라 칠레의 아타카마 사막에 설치된 초대형 패스파인더 망원경으로 그 방향에서 나오는 것으로 보이는 빛 신호를 계속 추적했다.
국제학술지 '사이언스 어드밴스(Science Advances)' 최신호에 발표된 새 연구 결과의 저자들은 그 동안 연구됐던 항성계를 통해 17년 이상의 시선(視線) 속도 자료들을 관찰해 그 신호가 선회 행성에서 나오는 지를 확인해봤다. 시선 속도란 천체가 관측자의 시선 방향에 가까워지거나 멀어지는 속도를 말한다.
시선 속도 방식은 중력과 도플러 효과에 기반을 두고 있다. 도플러 효과는 빛을 방출하는 물체가 관측 대상과 서로 가까워지거나 멀어짐에 따라 측정되는 빛의 파장이 증가하거나 감소하는 현상을 말한다.
별들은 행성이 주변을 선회하면 아무 변화없이 온전히 그대로 있지 못한다. 행성에서 나오는 중력의 끌림 인력 현상으로 인해 작은 형태로나마 움직임을 보이게 돼 있다.
그리고 이 움직임은 행성의 위치에 따라 붉은 색과 파란 색을 오가며 그 별의 빛 파장에 변화를 가져온다. 천문학자들은 이런 변화들을 추적해 행성들을 발견해낸다.
천문학자들은 이번에 발견한 신호가 단순한 별의 자장 활동으로 인한 가능성을 배제하지는 않고 있다. 그러나 이번에 추적한 신호는 1900일이라는 기간 동안 발생한 것이어서 행성의 존재를 나타내는 강력한 지표인 것으로 받아들여지고 있다.
이번 연구 발표 저자들은 지구에서 가장 가까운 행성계에도 놀랍고도 재미있는 사실들이 숨겨져 있다고 말한다. 실제로 프록시마 켄타우리는 일반적으로 알려져 있는 것보다 훨씬 복잡한 행성계를 품고 있어서 앞으로도 얼마나 더 많은 존재들이 발견될 지 알 수 없다고 한다.
이번에 새로 발견된 두번 째 행성 프록시마 c는 천왕성이나 해왕성보다는 작지만 지구보다는 큰 질량을 가진 '슈퍼 지구'와 같은 존재라고 천문학자들은 설명한다. 프록시마 c는 지구 기준으로 5.2년에 한 번씩 프록시카 켄타우리를 도는 것으로 추정된다.
첫번 째 행성으로 발견된 프록시마 b는 프록시마 c보다 여섯 배 작고, 프록시마 켄타우리에는 30배 더 가까운 것으로 조사됐다. 프록시카 b는 크기에서 지구의 1.3배이며, 11.2일마다 한 번씩 프록시마 켄타우리를 선회한다. 그 공전 거리는 지구와 태양 거리의 5%에 불과할 정도로 가까이에서 돈다.
프록시마 켄타우리와 두 행성의 거리는 수성과 태양 거리보다 훨씬 짧다. 그러나 프록시마 켄타우리가 태양보다 워낙 차갑고 미약해서 프록시마 b는 액체 상태의 물이 증발하지 않고 표면에 남아있을 정도의 기온을 갖고 있을 뿐이다.
프록시마 b는 또 프록시마 켄타우리와의 거리로 인해 지구가 태양으로부터 받는 농도의 100배에 달하는 자외선과 X-레이 노출이라는 요소들을 안고 있다.
따라서 프록시마 b가 표면에 액체 상태의 물이 존재하는 생명체 서식 가능 범주에 속해 있다 하더라도 실제로 생명체 존재 가능성이 있다는 것을 의미하지는 않는다. 게다가 방사선으로 인해 수소, 산소, 질소와 같은 생명체 기본 요소들은 남아있지 않을 것으로 보인다.
천문학자들은 은하계를 3D 기법으로 생성하고 있는 유럽우주기구(ESA)의 가이아(Gaia) 위성과 우주 망원경 미션이 진행됨에 따라 이번에 발견된 두번 째 행성의 신호를 보다 상세히 규명하고 더 많은 사실을 밝혀낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
KPI뉴스 / 장성룡 기자 jsr@kpinews.kr
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