[아하! 우주] ‘지구형 외계행성’ 프록시마 b의 비밀…생명체 있을까?

지구에서 가장 가까운 별은 망원경의 도움 없이는 볼 수 없는 프록시마 켄타우리(Proxima Centauri)다. 이 작은 별 주위에는 과학자들의 이목이 쏠려 있는 외계 행성 프록시마 b (Proxima b)가 존재한다. 프록시마 b는 지구형 행성인 데다 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 공전궤도를 지니고 있어 발견 직후부터 생명체 존재 가능성을 두고 과학자들 사이에서 갑론을박이 이어졌다. 가장 큰 논쟁은 적색왜성과 가까운 위치에서 대기와 물이 안정적으로 존재할 수 있느냐는 것이다.

적색왜성은 매우 어둡다. 따라서 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 정도로 에너지를 받기 위해서는 매우 가까운 거리에 행성이 있어야 한다. 하지만 어두운 밝기에도 불구하고 적색왜성에서는 표면 폭발 현상인 플레어(flare)가 매우 활발하다. 별 표면에서 강력한 고에너지 입자와 방사선이 분출하면 가까운 행성에는 치명적인 결과가 초래된다. 생명체가 존재한다면 치사량의 방사선에 피폭될 것이고 대기를 지닌 행성이라면 상당량의 대기 입자가 우주 공간으로 날아가게 된다.

헝가리 콘콜리 관측소(Konkoly Observatory)의 크리스티안 비다가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 '행성 사냥꾼'인 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 데이터를 분석해 프록시마 b에 지구와 같은 대기가 살아남기 어렵다는 연구 결과를 발표했다. TESS는 새로운 외계 행성을 찾는 것이 목표지만, 선배인 케플러 우주 망원경과 마찬가지로 여러 가지 다른 연구도 수행할 수 있다. 기본적으로 별의 밝기 변화를 측정해서 그 앞을 지나가는 행성을 확인하는 장치지만, 별의 밝기 변화는 플레어처럼 다른 이유로도 변할 수 있다.

연구팀은 지난 4월과 6월 TESS가 측정한 프록시마 켄타우리의 밝기 변화를 조사해 얼마나 자주 강력한 플레어가 생기는지 확인했다. 그 결과 50일 정도 관측 기간 중 7%에 해당하는 시간 동안 별의 밝기 변화를 일으킬 수 있는 플레어가 생겼으며 횟수로는 72회에 달했다. 연구팀은 관측 데이터를 바탕으로 인류 역사상 가장 강력한 태양 폭풍으로 기록된 캐링턴 이벤트(Carrington event, 1859년 발생)의 10배 수준의 플레어가 연간 3회 정도 발생할 것으로 예측했다. 프록시마 b는 지구보다 20배 가까운 거리에서 별을 공전하기 때문에 이 경우 프록시마 b가 받는 방사선의 양은 지구의 4000배에 달한다.

이 결과를 종합하면 프록시마 b는 생명체는 물론 대기조차 존재하지 않는 행성일 가능성이 크다. 하지만 확실한 결론을 내리기 위해서는 행성을 직접 관측해 대기의 존재 여부를 확인할 필요가 있다. 현재 망원경의 성능으로는 어려운 일이지만, 2020년대에 발사될 차세대 우주 망원경의 성능이라면 기대를 걸어볼 만하다. 실제로 생명체가 살기 힘든 환경인지, 아니면 예상 못 한 반전이 기다리고 있을지 후속 연구 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com