외계 행성이란 무엇인가?
외계 행성(exoplanet)이란 우리 태양계 밖에 있는 행성을 말합니다. 다시 말해, 다른 별을 중심으로 공전하는 행성들을 뜻합니다.
태양계가 아닌 다른 항성계에도 지구와 비슷한 구조의 행성이 존재할 수 있다는 가정은 오랜 세월 과학자들의 상상 속에 머물러 있었습니다. 하지만 1995년, 스위스 천문학자들이 페가수스자리 51번 별 주위를 도는 첫 외계 행성을 공식적으로 발견하면서 본격적인 외계 행성 탐사의 시대가 열렸습니다.
현재까지 확인된 외계 행성은 5,000개가 넘습니다. 그중에서도 과학자들은 생명체가 존재할 가능성이 높은 '지구형 외계 행성'을 집중적으로 연구하고 있습니다. 이들 행성은 지구와 비슷한 크기, 질량, 대기 성분, 온도를 가지며, 별로부터 적절한 거리인 ‘생명체 거주 가능 지대(habitable zone)’에 위치해 있어 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 환경을 갖추었을 가능성이 있습니다.
생명체 거주 가능 지대란?
생명체가 살 수 있으려면 가장 기본적으로 물이 필요합니다.
액체 상태의 물이 존재하려면 행성이 항성(별)에서 적절한 거리, 즉 너무 가깝지도 멀지도 않아야 합니다.
이 거리 범위를 생명체 거주 가능 지대라고 합니다. 이 범위에 위치한 행성은 물이 증발하지 않고,
얼지도 않는 조건을 갖출 수 있습니다.
지구는 바로 이 범위에 위치해 있어 생명 유지가 가능한 대기를 형성했고, 바다와 강, 빗물, 대기 순환 등이 가능합니다.
반면, 금성은 너무 가까워 온실효과로 극도로 뜨거워졌고, 화성은 너무 멀어 대기가 얇고 기온이 낮습니다.
외계 행성 탐사에서 가장 핵심이 되는 기준이 바로 이 ‘거주 가능 지대’ 안에 있는가입니다.
지구와 닮은 대표적인 외계 행성들
1. TRAPPIST-1 행성계
2017년 NASA가 발표한 TRAPPIST-1은 지구에서 약 40광년 떨어진 별로, 그 주위를 무려 7개의 행성이 돌고 있습니다.
이 중 3개는 생명체 거주 가능 지대에 있으며, 크기나 질량이 지구와 비슷합니다.
일부 행성은 표면에 물이 존재할 수 있을 것으로 추정됩니다.
무엇보다도 여러 개의 행성이 한꺼번에 관측된 것은 연구 가치가 큽니다.
2. Kepler-452b
지구에서 약 1,400광년 떨어진 이 행성은 ‘지구의 사촌’이라는 별명을 가지고 있습니다.
지구보다 약간 크지만, 거주 가능 지대에 있으며, 태양과 유사한 별을 중심으로 공전합니다.
다만 이 행성의 표면 환경이나 대기 구성은 아직 명확히 밝혀지지 않았습니다.
3. Proxima b
가장 가까운 외계 행성 중 하나로, 지구에서 불과 4.2광년 떨어진 ‘프록시마 센타우리’ 주위를 돌고 있습니다.
지구보다 조금 크며, 생명체 존재 가능성에 대한 기대가 큽니다. 다만,
항성이 적색왜성이라서 항성폭발로 인한 방사선 노출 위험이 존재합니다.
외계 생명체 탐사의 현재와 미래
현재 외계 행성 탐사는 NASA의 케플러 우주망원경, TESS 위성, 그리고 유럽우주국(ESA)의 CHEOPS 등이 주도하고 있습니다. 이들은 외계 행성의 크기, 궤도, 별빛 감소량 등을 관측하여 행성의 존재를 확인하고,
대기 구성 분석을 통해 생명체 가능성을 탐색합니다.
앞으로는 **제임스 웹 우주망원경(JWST)**을 통한 고해상도 스펙트럼 분석이 외계 행성의 대기 속 산소,
메탄, 이산화탄소 등의 유무를 확인하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
이는 곧, 외계 생명체 존재에 대한 단서를 잡을 수 있는 과학적 진전을 의미합니다.