美 연구팀 "가장 일반적 형태 외계행성의 3분의 1, 골디락스 영역에 위치"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 현재 발견되고 있는 수많은 외계행성 중 가장 일반적인 형태인 왜소항성 주변 외계행성 중 3분의 1가량이 생명체가 존재할 수 있는 액체 상태 물이 있는 영역에 자리 잡고 있다는 연구 결과가 나왔다.
미국 플로리다대 새러 밸러드 교수팀은 30일 과학저널 '미국 국립과학원회보'(PNAS)에서 최신 천체망원경 관측 데이터 분석 결과 가장 흔한 형태의 별인 적색 왜소항성(M dwarfs) 주변 외계행성 중 3분의 1은 액체 상태 물이 존재할 수 있는 '골디락스 궤도'를 도는 것으로 추정된다고 밝혔다.
우리은하에서 가장 흔한 형태의 별은 질량이 태양의 절반 정도이고 온도가 훨씬 낮은 적색 왜소항성이다. 수십억 개의 외계행성이 이런 왜소항성 주위를 돌고 있는 것으로 알려져 있으며 실제로 왜소항성 주위에서 많은 외계행성이 발견된다.
연구팀은 왜소항성 주위의 행성들이 생명체가 존재할 만큼 따뜻해지려면 공전궤도가 별에 가까워야 하는데, 궤도가 너무 가까우면 강력한 중력에 의한 큰 조석현상으로 온도가 상승, 오히려 생명체가 살 수 없는 상황이 된다고 설명했다.
외계행성을 오래 연구해온 밸러드 교수와 셰일라 사지어 연구원(박사과정)은 이 연구에서 미항공우주국(NASA) 케플러 우주망원경의 외계행성 관측 데이터와 우리은하 내 수십억개 별까지 거리를 측정하는 가이아 망원경 데이터를 분석했다.
이들은 케플러 망원경으로 우리은하에 있는 목성 크기 정도의 왜소항성 주위에 있는 외계행성 150여개가 중심별을 가로질러 이동하는 데 걸리는 시간을 측정, 행성의 공전궤도 이심률을 계산했다.
연구팀은 공전궤도가 타원형일수록 이심률이 높고 이심률이 높으면 외계행성이 그만큼 별에 가깝게 공전하기 때문에 강력한 중력에 의한 조석 현상으로 마찰열이 발생, 액체 상태 물이 존재할 수 없을 정도로 온도가 올라간다고 말했다.
분석 결과 왜소항성 주변의 외계행성 150여개 가운데 3분의 2의 공전궤도 이심률이 매우 높아서 별 중력에 의한 조석현상 마찰열 때문에 액체 상태 물이 존재하기 어려운 것으로 나타났다.
연구팀은 그러나 나머지 3분의 1의 외계행성들은 액체 상태 물이 있을 수 있는 '골디락스'(goldilocks) 영역 공전궤도를 도는 것으로 나타났다며 우리은하에만 그런 외계행성이 수억개에 달할 수 있다고 밝혔다.
골디락스 영역은 전래동화 '골디락스와 세 마리 곰'에서 소녀 골디락스가 곰 집에서 너무 뜨겁거나 차갑지 않은 적당한 온도의 죽을 찾은 것에서 유래한 용어로 액체 상태 물이 있어 생명체가 존재할 가능성이 있는 온도 영역을 의미한다.
연구팀은 또 별 주위에 외계행성이 하나면 공전궤도 이심률이 커 조석 현상으로 생명체 존재 가능성이 거의 없는 반면 별에 딸린 행성이 여러 개면 액체 상태 물이 존재할 수 있는 원형 궤도를 회전할 가능성이 높다는 사실도 밝혀냈다.
사지어 연구원은 "이 결과는 왜소항성들이 액체 상태 물이 있는 외계행성 탐색에서 훌륭한 표적이 된다는 것을 보여준다"며 "우리은하에는 생명체 흔적을 찾을 수 있는 외계행성 표적이 수억 개 존재할 가능성이 있다"고 말했다.
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