외계 행성 HD 20794 d 발견: 생명체 존재 가능성에 대한 새로운 단서

우주에서 우리 은하 내에 7,000개 이상의 외계 행성이 발견된 지 30년이 흘렀지만, 아직 발견되지 않은 행성이 수십억 개에 달합니다. 외계 행성 연구자들은 외계 행성의 특징에 주목하며 우주 어디엔가 존재할지 모르는 생명체를 찾기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 배경 속에서 제네바 대학교(UNIGE)와 NCCR PlanetS를 포함한 국제 연구팀이 슈퍼 지구 HD 20794 d를 발견했습니다. 이 새로운 행성은 별의 habitable zone 안팎으로 진동하는 궤도를 가지고 있어, 생명체 존재 가능성에 대한 흥미로운 단서를 제공합니다. 이번 발견은 세계 최고의 망원경을 이용한 20년간의 관측 결과로, 학술지 Astronomy & Astrophysics에 발표되었습니다.

 

 

 

수천 년간 이어진 질문: 우리는 우주에서 혼자인가?

"우리는 우주에서 혼자인가?"라는 질문은 수천 년 동안 철학의 영역에 머물러 있었지만, 최근 과학을 통해 해답을 찾기 위한 노력이 시작되었습니다. 천문학자들은 느리지만 꾸준히 진전을 이루고 있습니다. 이론적이든 관측적이든 새로운 발견은 지식의 한계를 넓히며 그 토대를 강화합니다. 1995년 태양 외 다른 별을 공전하는 최초의 행성 발견이 그러했습니다. 이 발견으로 UNIGE 연구원 미셸 마요르와 디디에 켈로즈는 2019년 노벨 물리학상을 받았습니다.

 

 

 

7,000개 이상의 외계 행성 발견, 그리고 새로운 목표

거의 30년이 지난 현재, 천문학자들은 7,000개 이상의 외계 행성을 발견했습니다. 현재 과학적 합의는 우리 은하의 모든 별에 행성계가 존재한다는 것을 시사합니다. 이제 천문학자들은 가설을 검증하고 지식을 공고히 하기 위해 특징을 분석하기 쉽거나 흥미로운 특징을 가진 외계 행성을 찾고 있습니다. UNIGE 천문학과 구성원을 포함한 연구팀이 발견한 HD 20794 d 행성이 바로 그러한 사례입니다.

 

 

HD 20794 d: 생명체 존재 가능성을 품은 슈퍼 지구

HD 20794 d는 지구보다 큰 '슈퍼 지구'로, 두 개의 다른 행성을 포함하는 행성계의 일원입니다. 태양과 같은 G형 별을 공전하며, 지구와의 거리는 우주적 규모에서 아주 가까운 19.7광년에 불과합니다. 이러한 '근접성' 덕분에 빛 신호가 더 잘 보이고 강해 연구가 용이합니다. UNIGE 천문학과 강사이자 연구원이며 공동 저자인 자비에 뒤무스크는 HD 20794를 특별한 별이라고 설명하며, 밝기와 근접성 덕분에 앞으로 외계 행성의 대기를 직접 관측할 미래 망원경의 이상적인 후보가 될 것이라고 덧붙였습니다.

 

 

 

별의 habitable zone과 HD 20794 d의 위치

HD 20794 d에 대한 관심은 별의 habitable zone 내에 위치한다는 점에 있습니다. habitable zone은 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 영역으로, 우리가 아는 생명체 발생에 필요한 조건 중 하나입니다. 이 영역은 주로 별의 속성에 따라 달라지는데, 태양이나 HD 20794와 같은 별의 경우 0.7~1.5 천문 단위(AU)까지 확장되어 지구의 궤도뿐만 아니라 태양의 경우 화성의 궤도까지 포함합니다. 외계 행성 HD 20794 d는 별을 공전하는 데 647일이 걸리는데, 이는 화성보다 약 40일 짧습니다.

 

 

 

타원 궤도와 생명체 가능성

지구 또는 화성과 같이 비교적 원형 궤도를 따르는 대신, HD 20794 d는 공전하는 동안 별과의 거리가 크게 변하는 타원 궤도를 따릅니다. 따라서 행성은 궤도를 따라 별의 habitable zone 내부 가장자리(0.75 AU)와 외부(2 AU) 사이를 진동합니다. 이러한 구성은 천문학자들이 이론 모델을 조정하고 행성의 거주 가능성에 대한 이해를 시험할 수 있게 해주기 때문에 특히 흥미롭습니다. HD 20794 d에 물이 있다면, 별을 공전하는 동안 얼음 상태에서 액체 상태로 변하며 생명체 발생에 유리한 환경이 조성될 수 있습니다.

 

 

슈퍼 지구 HD 20794 d 발견 과정의 어려움과 의미

슈퍼 지구 HD 20794 d를 발견하는 것은 쉽지 않았으며 반복적인 과정을 거쳤습니다. 연구팀은 ESPRESSO 및 HARPS와 같은 최첨단 장비의 20년 이상의 데이터를 분석했습니다. 특히 HARPS의 경우, 과학자들은 UNIGE에서 박사 과정 동안 개발된 데이터 처리 알고리즘인 YARARA를 활용할 수 있었습니다. 수년 동안 행성 신호는 잡음에 가려져 행성이 실제로 존재하는지 여부를 구별하기 어려웠습니다. 옥스퍼드 대학의 박사후 연구원이자 공동 저자이며 UNIGE에서 박사 과정 동안 YARARA를 개발한 마이클 크레티그니에는 수년간 데이터를 분석하고 오염원을 주의 깊게 제거했다고 설명했습니다.

 

 

 

HD 20794 d 발견의 의의와 미래 연구 방향

HD 20794 d의 발견은 과학자들에게 우주 생명체 탐색에 있어 새로운 가설을 모델링하고 검증할 수 있는 흥미로운 실험실을 제공합니다. 밝은 별에 가까운 이 행성계는 ESO의 초대형 망원경(ELT)을 위한 ANDES 분광기와 같은 차세대 장비의 주요 목표가 됩니다. 이 행성에 생명체가 존재하는지 여부를 알기 위해서는 여러 과학적 이정표와 학제 간 접근 방식이 필요합니다. 거주 가능 조건은 이미 UNIGE 과학 학부의 새로운 우주 생명 센터(CVU)에서 연구되고 있습니다. HD 20794 d는 외계 행성 연구와 우주 생명체 탐색에 중요한 발판이 될 것으로 기대됩니다.