美 연구팀, 129광년 거리 외계행성 대기 속 ‘물’ 감지 성공

지구에서 페가수스자리 방향으로 약 129광년 거리에 있는 한 외계행성의 대기 속에서 물의 존재가 감지됐다.

미국 캘리포니아공과대(캘텍) 천문학 연구팀은 미국 하와이 켁 천문대 망원경을 사용한 연구를 통해 목성보다 질량이 7배 이상 많은 가스행성 HR 8799c의 대기에서 메탄의 부족과 물의 존재를 감지했다고 밝혔다.

이 행성은 모항성 HR 8799의 주위를 돌고 있는 것으로 확인된 네 행성 중 하나로, 가장 바깥에 있는 HR 8799b에 이어 두 번째로 발견돼 HR 8799c라는 이름이 붙었다.

특히 이들 행성은 천문학자들이 망원경을 이용해 직접 사진을 찍어 그 존재를 확인한 천체들로 유명하다.

캘텍 연구팀은 이번 연구에서 지구와 같이 생명이 살 수 있는 행성의 대기에 존재하는 물과 산소, 메탄 등의 존재를 감지하기 위해 최첨단 관측 기술을 사용했다.

연구팀은 고해상도 분광 기술과 적응광학 기술을 결합해 행성 대기가 흐릿해 보이는 현상을 보정한 뒤 기존보다 뚜렷한 행성 사진을 얻을 수 있었다.

그후 분광기를 사용해 행성에서 반사된 빛을 분리해냈다. 이는 대기 중 화학물질들의 성분을 밝혀내기 위한 과정으로, 켁2 망원경의 근적외선 분광기(NIRSPEC)에 가능했다.

이에 대해 연구에 공동저자로 참여한 캘텍의 디미트리 마웨트 천문학과 부교수는 “이런 형태의 기술은 미래에 우리가 지구와 같은 행성에서 생명체의 흔적을 찾기 위해 사용하고자 하는 것”이라고 설명했다.

이제 전문가들은 항성에 좀 더 가까이 존재하는 더 작은 행성들의 대기를 분석할 수 있는 관측 기술이 나오기를 기대한다.

이 같은 목표는 2020년대 안에 하와이에서 완공될 거대 망원경 ‘30미터 망원경‘(TMT·Thirty Meter Telescope)이 본격적으로 가동하면 실현할 수 있다고 연구팀은 말한다.

캘텍 박사후연구원 출신으로 연구를 이끈 미국 오하이오주립대의 지 왕 천문학과 조교수는 “현재는 켁 망원경으로 거대한 외계행성들에 대해서 배울 수 있지만, 앞으로 기술이 좀 더 발전하면 더 작은 행성들의 대기 성분에 대해서 알아낼 수 있을 것”이라고 말했다.

자세한 연구 결과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호에 실렸다.

사진=켁 천문대

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr