도라도 별자리에서 100광년 떨어져

[데일리비즈온 심재율 기자]  미 항공우주국(NASA)의 ‘외계행성 탐사위성’ 테스 (Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS)가 거주가능지역에 있는 지구 크기의 행성을 처음으로 발견했다고 최근 발표했다.

행성이 거주가능하려면, 지구가 태양을 돌듯이, 항성(star)을 돌고 있으면서 그 항성과 적당한 거리를 두고 있어야 액체상태의 물이 존재할 수 있는 조건에 가장 적합하다. 이 범위에 들어갈 경우 과학자들은 보통 ‘거주가능하다‘(habitable)이라는 표현을 사용한다.

과학자들은 NASA의 스피처 우주 망원경을 사용해서도 TOI 700d라고 불리는 이 행성의 발견을 확인했다. 과학자들은 미래 관측에 도움을 주기 위해 TOI 700d 행성의 잠재적 환경을 모델링했다.

예술적인 상상력으로 그린 TOI 700 행성 (사진=NASA)
예술적인 상상력으로 그린 TOI 700 행성 (사진=NASA)

TOI 700d는 지금까지 거주가능 지역에서 발견된 몇 안 되는 지구 크기의 행성 중 하나이다. 다른 행성들로는 TRAPPIST-1 지역의 몇 개 행성과 NASA의 케플러 우주 망원경에 의해 발견된 것들이 있다.

워싱턴 NASA 본부의 천체물리학 부서장인 폴 허츠(Paul Hertz)는 "테스는 지구 크기의 행성을 찾기 위해 특별히 설계되고 발사됐다"고 말했다. TOI 700d를 발견하는 것은 테스의 중요한 과학적 발견으로 꼽힌다. 허츠는 “스피처 위성이 테스와 함께 행성의 크기와 거주가능 지역에 있는 지를 확인하는 것은 올 1월 가동이 끝나는 스피처 위성의 중요한 승리”라고 말했다. 

TOI 700은 도라도(Dorado) 남쪽 별자리에서 불과 100광년 떨어진 곳에 위치한 작고 멋진 M 형 작은 별이다. 이 별은 질량과 크기가 태양의 약 40%, 표면 온도는 태양의 약 절반이다. 

이 별은 원래 테스 데이터베이스에서 우리 태양과 더 유사한 것으로 잘못 분류되었다. 그럴 경우 행성이 실제보다 더 크고 뜨겁게 보인다는 것을 의미했다. 테스 팀원과 함께 일하는 고등학생인 알톤 스펜서(Alton Spencer)를 포함한 몇몇 연구원들이 오류를 확인했다.

TOI 700 행성들 (그래픽 = NASA)
TOI 700 행성들. 초록색이 '거주가능지역'으로 TOI 700d 행성이 자리잡은 곳이다. (그래픽 = NASA)

시카고 대학 대학원생인 에밀리 길버트(Emily Gilbert)는 "별의 매개변수를 수정했을 때 행성의 크기가 줄어들었고, 가장 바깥쪽 행성의 크기가 지구 크기만 하며, 거주할 수 있는 지역에 있다는 것을 알았다"고 말했다.

게다가 11개월 동안 모은 데이터에서 별의 플레어가 보이지 않아 TOI 700d가 거주할 수 있는 지역에 있다는 가능성을 개선하고 대기 및 표면 조건을 더 쉽게 모델링할 수 있었다.

길버트와 연구원들은 호놀룰루에서 열린 제235회 미국천문학회 회의에서 이 연구 결과를 발표했으며, 논문 3편을 저널에 제출했다.

TOI 700b라고 불리는 가장 안쪽의 행성은 거의 지구크기인데 아마도 암석으로 되어 있으며 10일마다 한 번 궤도를 회전한다. 중간 행성인 TOI 700c는 지구보다 2.6배  크고, 16일 주기로 궤도를 돌고 있으며, 가스가 지배적인 곳일 가능성이 높다.

TOI 700d는 가장 바깥에 있으며 거주가능 지역에 있는 유일한 행성이다. 지구보다 20% 크고, 37일 마다 궤도를 돌고 태양이 지구에 공급하는 에너지의 86%를 항성으로부터 받는다.

모든 행성들은 TOI 700 별에 고정된 것으로 생각되는데, 이것은 그들이 궤도에 한 번 회전하여 한 쪽이 끊임없이 햇빛에 씻겨진다는 것을 의미한다.

매사추세츠 케임브리지에 있는 천체물리학 센터의 천문학자 조셉 로드리게스(Joseph Rodriguez) 연구팀은 TOI 700d에 대한 후속관측을 스피처 망원경에게 요청했다.

로드리게스는 "이번 발견이 테스의 첫 번째 거주구역인 지구 크기의 행성이라는 점에서 우리는 이 시스템에 대한 이해가 가능한 한 구체적이기를 정말로 원했다"고 말했다.

스피처는 과학자들이 예상한 대로 정확히 TOI 700d를 관찰했다. TRAPPIST-1 행성 두 개를 확인하고 다섯 개를 더 식별하는 데 도움이 된 임무를 이번에도 수행한 것이다.

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