태양계 밖에 지구처럼 바다를 가진 외계행성이 존재할 가능성이 제기됐다.
일본 도쿄대학교는 최근 공식 홈페이지에 공개한 논문에서 올해 발견한 외계행성 ‘TOI-2285b’의 지표면에 바다(물)가 존재할 수 있다고 주장했다.
후쿠이 아키히코 특임교수가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 우주망원경을 활용해 태양계로부터 약 138광년 떨어진 ‘TOI-2285b’를 처음으로 관측했다.
케플러 망원경의 후계 기종 TESS는 외계행성 탐사에 특화됐다. 도플러 분광법과 더불어 행성 관측에 사용되는 트랜싯 기법(transit method), 즉 행성횡단 관측법을 채택한 망원경으로 2018년부터 NASA가 운용 중이다.
후쿠이 교수는 “TESS와 지상 망원경을 조합한 관측 활동에서 포착된 ‘TOI-2285b’는 지구보다 1.7배가량 크다”며 “주성(principal star)으로부터 받는 일사량은 다른 외계행성보다 적지만 지구보다는 약 1.5배 많다”고 설명했다.
이어 “이 때문에 지구보다 더운 환경으로 추측되는데, 행성 내부에 수분 층을 가지고 있고 수소를 주체로 하는 대기가 있다면 표면에 물이 존재할 가능성은 충분하다”고 덧붙였다.
연구팀은 공전 주기가 27일로 파악된 ‘TOI-2285b’는 주성과 거리가 지구-태양의 1/7 정도지만 주성의 온도가 3200℃ 정도로 비교적 낮아 일사량이 생각보다 적다고 추측했다. 만약 코어 바깥쪽에 얼음 층이 존재하고 수소가 포함된 대기에 덮였을 경우 얼음 층 일부가 녹아 지표면에 바다가 존재할 수 있다는 게 연구팀 입장이다.
후쿠이 교수는 “주성이 밝고 상세한 관측이 가능하기 때문에 향후 행성의 질량 및 대기 조성을 조사함으로써 내부 구성에 대한 보다 자세한 정보를 얻을 수 있을 것”이라고 기대했다.
인류 이주가 가능할지 모를 슈퍼지구의 존재 가능성을 보여준 이번 연구는 TESS만으로는 완벽한 관측이 어렵다는 사실도 확인시켰다. 실제로 후쿠이 교수 연구팀은 TESS와 더불어 ‘머스캣(MuSCAT, Multicolor Simultaneous Camera for studying Atmospheres of Transiting exoplanets)’이라는 지상 관측 장비를 활용했다.
다색촬상소자로 구성되는 머스캣은 트랜싯 기법의 약점을 보완할 목적으로 천체망원경에 부착해 운용된다. 이번 관측에 동원된 머스캣2와 머스캣3는 각각 1.52m, 2m 구경의 스페인 테네리페섬 망원경과 하와이 할레아칼라 천문대 망원경에 각각 탑재됐다. 또 하와이 마우나케아 천문대 스바루망원경(구경 8.2m)에 적외선 관측 장비 IRD(InfraRed Doppler)를 장착해 관측 신뢰도를 높였다.
후쿠이 교수는 “해상도와 관측 기간 등의 제약 때문에 TESS만으로는 지구형 외계행성의 후보 정도만 발견할 수 있다”며 “진정한 슈퍼지구 관측을 위해서는 행성의 후보 천체를 지상 망원경을 통해 자세히 조사하고 검증해야 한다”고 설명했다.
이어 “‘TOI-2285b’는 비교적 태양계 근처에 있으며 주성이 밝아 질량이나 대기 조성 분석이 충분히 가능할 것”이라고 낙관했다.
연구팀은 지난 25일 밤 성공적으로 발사된 제임스웹 우주망원경 등 첨단 관측 장비들이 향후 ‘TOI-2285b’를 포함한 지구형 외계행성들의 존재 파악을 앞당길 것으로 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
