지구 닮은 행성 ‘글리제 581g ’진짜있나

《“우리는 지구와 가장 닮았다는 외계행성 ‘글리제 581g’의 존재를 확인할 수 없었다.” 11일 이탈리아 토리노에서 열린 국제천문연맹(IAU) 심포지엄에서 스위스 제네바천문대 프란체스코 페페 박사는 “글리제 581 주변을 도는 행성 b, c, d, e는 쉽게 찾았지만 g는 찾을 수 없었다”며 글리제 581g의 존재 가능성을 부인했다.》

지금까지 발견된 외계행성은 496개. 이 중 대부분이 생명체가 살 수 없는 목성형 행성이어서 지구형 행성인 ‘글리제 581g’에 천문학자들의 관심이 쏠리고 있다. 사진은 글리제 581g 상상도. 사진 제공 NASA

지난달 30일 미국 샌타크루즈 캘리포니아대 스티븐 보그트 교수가 “지구와 비슷한 환경이어서 생명체가 살고 있을 확률이 100%인 외계행성 글리제 581g를 발견했다”고 장담한 지 약 열흘 만이다. 당시 이 소식은 CNN 등 방송을 타고 “쌍둥이 지구를 발견했다”며 지구촌을 흥분시켰다. ‘슈퍼지구’ 글리제 581g를 놓고 ‘행성 사냥꾼’들의 전쟁이 벌어지는 것일까.

○ 페페 박사팀 “공전주기 37일 행성 못 찾아”

페페 박사의 주장은 캐나다 토론토대 천문학자인 라이 자야와르다나 교수가 자신의 페이스북에 내용을 밝히면서 퍼지기 시작했다. 페페 박사팀과 보그트 교수팀이 동일한 데이터를 사용했는데, 결과는 정반대로 나왔다는 것이다. 양쪽 연구진이 공통적으로 사용한 장치는 칠레에 있는 지름 3.6m 망원경에 부착된 분광기(HARPS). 한국천문연구원 김승리 외계행성연구그룹장은 “행성은 질량이 작고 스스로 빛을 내지 못해 직접 관측하기 어렵다”면서 “분광기로 행성이 별에 미치는 효과를 파악해 간접적으로 행성의 존재를 확인한다”고 설명했다.

별은 대기성분에 따라 고유한 스펙트럼을 가지는데, 별의 움직임에 따라 스펙트럼에 있는 특정한 선의 위치가 조금씩 달라진다. 만일 행성이 별 주위를 돌고 있다면 행성의 영향으로 별이 살짝 흔들리고 결과적으로 스펙트럼의 선도 미세하게 움직인다. 천문학자들은 분광기로 이 선이 움직인 정도나 주기를 파악해 행성의 질량과 공전주기를 계산한다. 이 방식으로 보그트 교수팀은 공전주기가 37일인 글리제 581g를 찾아냈다. 반면 페페 박사팀은 공전주기가 37일인 행성을 찾을 수 없다고 반박했다.

이에 대해 보그트 교수는 영국 과학주간지 ‘뉴사이언티스트’와의 인터뷰에서 “우리도 HARPS 자료만으로는 글리제 581g를 찾을 수 없었다”며 “하와이 마우나케아천문대의 구경 10m 케크 망원경에 분광기(HIRES)를 달아 추가로 데이터를 얻어 공전주기를 계산했다”고 밝혔다. 김 그룹장은 “행성을 직접 관측하는 것이 아닌 만큼 현재로선 글리제 581g의 존재 여부를 단언하기는 어렵다”면서 추가 검증이 필요하다고 말했다.

○ 지구형 행성, 왜 글리제 581에서만 발견되나

지난달 30일 발견된 ‘글리제 581g’는 지금까지 지구와 가장 닮은 외계 행성으로 알려졌다. b(2005년 발견),c와 d(2007년), e(2009년)와 f(2010년)는 행성의 온도가 너무 낮거나 온실효과 등으로 생명체가 살기에 적합하지 않다. 사진 제공 미국항공우주국(NASA)

천문학자들이 지구와 닮은 행성을 찾는 이유는 간단하다. 지구와 비슷한 환경의 행성이라면 생명체가 존재할 확률도 높기 때문이다. 글리제 581이 많은 천문학자들의 관측 대상인 이유도 지구형 행성을 가장 많이 거느린 별이기 때문이다. 김 그룹장은 “글리제 581이 지구에서 약 20광년(1광년은 빛이 1년간 가는 거리) 떨어져 태양계에서 상대적으로 가까워 관측하기에도 유리하다”고 말했다.

글리제 581이 주목받기 시작한 것은 2007년 글리제 581c와 글리제 581d가 발견되면서부터였다. 글리제 581c는 지구보다 약 5배 무거운 지구형 행성으로 지구를 닮은 행성일 가능성이 높았다. 게다가 암석으로 이뤄졌고, 평균온도가 0∼40도이며, 물도 존재할 것으로 관측됐다. 하지만 온실효과 때문에 생명체의 존재 가능성은 희박했다. 이에 비해 글리제 581d는 표면에 물이 존재했을 것으로 예측되면서 이번에 글리제 581g가 발견되기 전까지 ‘슈퍼지구’ 제1 후보였다. 작년에 발견된 글리제 581e는 중심별에 너무 가까이 있어 생명체가 살기 어려운 것으로 판명 났다. 김 그룹장은 “중심별과의 거리, 온도 등을 고려할 때 글리제 581g가 현재 가장 지구와 닮은 행성”이라면서 “10년 뒤 구경 25m의 거대마젤란망원경으로 외계 행성을 직접 촬영할 수 있게 되면 글리제 581h 등 후속 행성도 발견할 수 있다”고 말했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com

▲동영상=나로호 상단 탑재 카메라 촬영 영상

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