외계 행성 K2-18b, 연구팀 ‘물’ 존재 가능성 제기

외계 행성 K2-18b를 향한 지속적인 흥미와 관심은 끊임없다. 특히 과학자들한테 말이다. 아마도 지구 밖에 있는 생명체를 찾기 위한 새로운 방법의 하나일 수도 있다는 의견이 나오고 있다.

실제로 작년에 여러 천문학자가 머리를 맞대고 K2-18b를 좀 더 자세히 들여다봤다. 그 결과, 이 외계 행성에는 수소층이 풍부하다는 사실을 알아냈다. 수소층의 최대 크게는 지구 질량의 약 6%라는 놀라운 사실을 발견했다. 최소 수치는 대략 100만분의 1로, 지구 대기의 질량과 비슷하게 나왔다.

더불어 다양한 자료를 기반으로 봤을 때 지구의 바다에서 찾아낸 것과 비슷한 온도와 압력에서 액체 상태로 보존된 물이 대기 아래에 있을 수 있다고 해석했다. 이 때문에 이와 같은 환경에서 생명체가 존재할 가능성이 제기되었다.

영국 케임브리지 천문학 연구소의 수석 연구원인 니쿠 마두수단 (Nikku Madhusudhan)은 “수증기는 여러 행성의 대기에서 감지되었지만, 거주 가능한 지역에 행성이 있다고 해도 표면상에 반드시 거주할 수 있는 조건이 있는 것은 아니다”라고 판단했다. 이는 외계행성의 대기, 반경, 질량 등을 사용해 발표한 분석내용이다. 더욱 자세한 내용은 ‘미국 천체물리학 저널 레터스’에서 찾아볼 수 있다.

K2-18b의 크기는 약 지구의 두 배며, 질량은 약 지구의 8배다. 태양의 절반 정도 크기를 자랑하는 별인 행성이다. 또 다른 사실은 숫자 뒤에 표기된 “b”는 앞서 말한 별의 두 번째 행성이라는 뜻에서 유래한 이름이기도 하다.

K2-18b 외계행성과 별 간의 거리를 분석해본 결과, 물이 존재할 수 있는 온도라고 마두수단 연구팀은 판단했다. 또한, 연구팀은 수소층이 두꺼운 이 행성의 대기에서 수증기가 발견됐다고 말했다. 하지만, 대기 아래 내부 상황과 대기의 범위에 대한 정보는 따로 공개되지 않았다.

K2-18b의 크기로 짐작해볼 때, 지구보다 해왕성에 더 가까울 것이라고 예상했다. 영국 연구팀에 의하면 ‘소형 해왕성’은 철과 암석으로 조립된 내부 핵과 지구 수면에는 높은 전압의 물이 아우르고 있으며 아주 많은 수소층을 지닐 것으로 추측하고 있다. 또한, 수소층이 두께가 크다면 행성 표면의 온도와 압력 때문에 생명체가 살기 어려울 것이라는 의견이 나왔다.

실제로 마두수단 박사팀은 K2-18b에 물이 있는 공간이라면 생명체가 존재할 수 있다는 것을 증명하기 위해 적정 조건을 연구했다. 연구팀은 증거 데이터와 연관해 자세한 모델과 통계 방법을 사용해 대기와 내부 구성·구조를 결정하는 질량과 반경뿐만 아니라 대기에 대한 기존 관측을 설명했다.

또한, 마두수단 박사팀은 K2-18b에 물이 있는 공간이라면 생명체가 존재할 수 있다는 것을 증명하기 위해 최적의 조건을 연구했다.

추가로 연구단은 물이 있는 외계 행성의 공간에 생명이 지낼 수 있다는 적합한 환경이라는 것을 보여줬다. 그들은 이 과학적인 근거를 설명하기 위해 통계과 데이터 모델을 통해 대기와 내부 구조·구성을 정하는 반경과 질량을 넘어서 예전 자료를 이용해 대기에 대한 예측도 추가로 했다.

확인 결과, 상당한 양의 수증기가 있는 대기에 수소가 많다는 것을 알 수 있었다. 또한, 대기에 암모니아와 메탄 같은 다른 화학 물질은 생각보다 없다는 것을 알아냈다.

그 후, 연구팀은 행성 내부 모델의 경계 조건으로 대기 특성을 이용했다. 행성의 반경과 질량은 물론, 대기 특성을 큰 틀로 잡고 모델을 집중적으로 들여다봤다. 지속적인 연구를 통해 연구원들은 수소층의 상당한 범위와 지구 표면에 있는 물의 압력과 온도를 추가해 안에서 알아낼 수 있는 환경을 만들어 해당 조건의 범위를 파악하려고 했다. 

(khnews@heraldcorp.com)