NASA의 과학자들은 지구보다 8.6배 더 큰 외계행성 K2-18b의 대기에서 메탄과 이산화탄소(CO2)가 존재한다는 증거를 발견했습니다. 이 발견은 우리 태양계의 어떤 행성과도 다른 행성을 엿볼 수 있게 해주며 K2-18 b가 수소가 풍부한 대기를 가진 해양 행성일 수 있다는 최근 연구에 추가됩니다. 행성 대기에도 감질나는 분자가 있습니다.
외계 행성 K2-18 b가 어떤 모습일지 보여주는 아티스트의 컨셉. 이미지 출처:NASA, CSA, ESA, J. Olmsted(STScI), 과학:N. Madhusudhan(Cambridge University) 이 외계 행성의 대기 특성에 대한 새로운 데이터는 NASA의 JWST(James Webb Space Telescope)를 통해 관측한 결과입니다. 이 새로운 연구는 Webb의 전신인 허블과 케플러를 사용한 2020년과 2021년의 이전 연구를 기반으로 합니다. K2-18 b는 왜성 K2-18 주위를 공전하며 사자자리 방향으로 지구로부터 광년 떨어진 곳에 위치합니다.
연구원들은 이전에 K2-18이 "Hycean" 세계라고 불리는 새로운 종류의 외계 행성에 속한다고 제안했습니다. 이름은 "수소"와 "바다"의 조합에서 유래되었습니다. 이 세계는 수소 대기로 덮여 있고 바다를 지탱할 수 있기 때문입니다. 물이 없으면 생명도 존재할 수 없기 때문에 물의 세계는 우주생물학자에게 매우 흥미로운 곳입니다. 그러나 하이케안 세계의 거주 가능성에 대한 연구는 그다지 상세하지 않습니다.
JWST의 장비를 사용하여 이 새로운 연구는 K2-18b의 수소가 풍부한 대기에서 메탄과 이산화탄소를 확인했습니다. 이는 지구에 바다가 있을 수 있다는 가설을 뒷받침합니다. 이 관찰은 또한 디메틸 설파이드(DMS)라고 불리는 분자의 검출 가능성을 제공했습니다. 지구상에서 DMS는 살아있는 유기체에 의해서만 생산됩니다.
"우리의 연구 결과는 다른 곳에서 생명체를 찾을 때 다양한 거주 가능 환경을 고려하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다"라고 캠브리지 대학의 천문학자이자 이번 결과를 발표한 논문의 주요 저자인 Nikku Madhusudhan은 보도 자료에서 말했습니다.
K2-18b의 미스터리
K2-18 b는 NASA가 액체 물을 가진 행성이 존재할 수 있는 별 주변 지역인 거주 가능 구역이라고 부르는 곳에 있습니다. 내부에는 해왕성과 유사하지만 수소가 풍부한 대기가 더 얇아지고 해양 대기가 있는 거대한 고압 얼음 맨틀이 있을 가능성이 높습니다. 하지만 바다는 너무 뜨거워서 거주할 수 없거나 액체 상태일 수 있습니다.
이미지 출처:NASA, CSA, ESA, J. Olmstead(STScI), N. Madhusudhan. K2-18 b와 같은 외계 행성의 대기를 설명하려면 가스 구성과 물리적 특성을 식별해야 합니다. 이것은 천문학에서 매우 역동적이고 도전적인 분야입니다. 특히 이러한 외계 행성은 더 큰 모체 시작의 눈부신 빛을 압도하기 때문입니다.
이를 극복하기 위해 연구진은 K2-18 b의 모항성이 외계 행성의 대기를 통과하면서 나오는 빛을 분석했다. 상상해 보세요. 행성이 별 앞을 지나갈 때 별의 빛 중 일부가 차단됩니다. 그러나 별 빛의 또 다른 부분은 행성 바로 위, 즉 대기를 통과합니다. 이 구절은 천문학자들이 외계 행성의 대기를 더 잘 이해하기 위해 검토할 수 있는 흔적을 남깁니다.
Madhusudhan은 "이러한 결과는 확장된 파장 범위와 Webb의 전례 없는 감도 덕분에 가능했습니다. 이를 통해 단 2개의 통과만으로 스펙트럼 특징을 강력하게 감지할 수 있었습니다."라고 말했습니다. "비교를 위해 Webb를 사용한 한 번의 통과 관측은 허블을 사용한 8개의 관측과 비슷한 정확도를 제공했습니다."
다음으로 팀은 연구 결과를 더욱 검증하고 K2-18 b의 환경 조건에 대한 새로운 통찰력을 제공하기 위한 후속 연구를 수행할 계획입니다. 그들은 Webb의 MIRI(Mid-InfraRed Instrument) 분광기를 사용하여 생물학적 활동의 존재를 나타낼 수 있는 황화디메틸(DMS)을 포함하여 바이오마커라고 불리는 화학적 특징을 찾을 것입니다.
연구자들은 지구상에서 DMS가 생명체에 의해서만 생성되기 때문에 이 분자의 잠재력에 특히 관심을 갖고 있습니다.
만약 동일한 현상이 이 행성에서도 보고된다면, 이는 아마도 태양계 밖의 생명체에 대한 가장 큰 신호일 것입니다.
이 논문은 The Asphysical Journal Letters에 게재되었습니다. .
페르민 쿠프
페르민 쿠프(Fermin Koop)는 아르헨티나 부에노스아이레스 출신의 기자이다. 그는 영국 레딩 대학교에서 환경 및 개발 석사 학위를 취득했으며 환경 및 기후 변화 뉴스를 전문으로 다루고 있습니다.
