가장 가까운 나홀로 별…알고 보니 행성 친구가 있었네 > IT/과학기사 | it/science

태양계에 살고 있는 우리에게 하나의 별과 여러 개의 행성이 짝을 이루고 있는 태양계 구조는 너무나 자연스러워 보인다.

하지만 은하계로 눈을 돌려보면 태양계와 같은 구조의 행성계는 오히려 비주류에 속한다. 행성을 8개씩이나 거느리고 있는 경우는 더욱 드물다.

과학자들은 쌍성 이상의 다중성계가 85%로 대부분을 차지하고 하나의 별만으로 이뤄진 단성계는 15%에 불과한 것으로 추정한다. 그러나 동반별을 가질 확률은 별이 작을수록 줄어들어, 태양급 질량 별에서는 다중성계가 44%, 단성계가 56%일 것으로 본다.

태양계에서 가장 가까운 별인 알파 센타우리도 다중성계다. 4.37광년 거리의 알파 센타우리 A와 B, 4.22광년 거리의 알파 센타우리 C프록시마 센타우리 세 개의 별로 이뤄져 있다.

그렇다면 태양계처럼 하나의 별만으로 이뤄진 행성계 중 가장 가까운 것은? 6광년 거리에 있는 바너드별Barnards star이다. 알파 센타우리별에 이어 두번째로 가까운 별이기도 하다.

바너드별은 질량이 태양의 16%, 크기는 태양의 19%인 적색왜성이다. 태양 질량의 8~50%인 적색왜성은 핵융합을 할 수 있는 가장 작은 별로 태양보다 온도가 낮아 붉은색으로 빛난다.

그러나 발견된 지 100년이 훨씬 넘었는데도 이 별에서는 아직까지 행성이 발견되지 않았다. 2018년 지구보다 최소한 3배 더 큰 행성을 발견했다는 발표가 있었지만 나중에 별의 움직임을 잘못 판단한 것으로 밝혀졌다.

유럽 천문학자들이 칠레 남부 아타카마사막에 있는 유럽남방천문대ESO의 초거대VLT 망원경으로 5년간 관측한 결과, 마침내 이 별에서 행성을 발견해 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’에 발표했다.

이 망원경엔 주변 행성의 중력으로 미세하게 흔들리는 별빛을 포착하는 시선 속도법radial-velocity으로 외계행성을 탐색하는 분광기 에스프레소ESPRESSO가 설치돼 있다. 연구진은 스페인과 칠레의 다른 천문대에서의 추가 관측을 통해 행성의 존재를 검증했다고 밝혔다.

논문 주저자인 스페인 카나리아스천체물리학연구소의 호나이 곤잘레스 에르난데스 박사는 보도자료를 통해 “오랜 시간이 걸렸지만 찾을 수 있다는 확신은 있었다”고 말했다.

새로 발견된 바너드B는 지구 질량의 40%에 해당하는 행성으로, 수성~태양 거리의 5%에 불과한 거리290만km에서 바너드별을 3.15일에 한 번씩 공전한다.

연구진은 “지금까지 알려진 외계행성 중 지구보다 질량이 작은 것은 소수인데, 바너드B는 그 중에서도 가장 작은 축에 속한다”고 말했다.

연구진은 그러나 이 행성의 조건은 생명체에 적합하지 않다고 밝혔다. 별의 표면 온도는 태양보다 2500도 낮지만 별에 너무 가까워서 행성 표면 온도가 125도나 된다. 물이 액체 상태로 남아 있을 수 없는 상태다.

연구진은 “이 별에는 지구보다 작은 행성 3개가 더 있을 가능성도 있는 것으로 나타났다”고 밝혔다. 이는 추가 관측을 통해 확인할 계획이다.

연구진은 현재 아타카마 사막에 건설 중인 주경 39ｍ의 극대망원경ELT이 완성되면 별 주변의 거주 가능 영역에 있는 작은 암석형 외계행성을 더 잘 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다.

논문 공동 저자인 알레한드로 수아레스 마스카레뇨 박사는 “이번 발견은 우리 우주 뒷마당에 질량이 작은 행성들이 많이 있다는 걸 보여준다”고 말했다. 태양계에서 가장 가까운 알파 센타우리의 프록시마 센타우리별에서는 지금까지 3개의 행성이 확인됐다.

*논문 정보

A sub-Earth-mass planet orbiting Barnard’s star.
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451311

곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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