지구 크기의 행성 발견…“화산으로 뒤덮인 육지 있을 것”

 몬트리올대가 이끄는 국제 연구팀이 지구로부터 약 86광년 떨어진 곳에서 지구와 크기와 밀도가 같은 행성 'LP 791-18 d'를 찾아냈다. 이 행성의 육지는 화산 활동이 활발하게 일어나고 있어 대기가 형성돼 있을 것으로 추정된다./연구팀 제공

 

태양계 밖에서 관측된 행성이 지구와 크기와 질량이 같은 것으로 나타났다. 이 행성에는 화산 활동이 활발하게 일어나고 있는 육지가 있을 것으로 보인다.

 

몬트리올대가 이끄는 국제 연구팀은 지구와 약 86광년 떨어진 ‘LP 791-18 d(행성 d)’의 움직임을 측정해 지구와 반지름과 질량이 일치한다는 사실을 알아냈다. 연구팀은 “해당 행성과 지구의 유사성은 물론 행성의 지질과 화산 활동은 지상 세계가 어떻게 형성되고 진화하는지 이해할 수 있는 단서를 제공해줄 것”이라고 했다. 이번 연구는 17일(현지 시각) 네이처지에 발표됐다.

태양계의 태양보다 훨씬 작고 덜 밝은 항성 주위를 돌고 있는 행성 d는 공전 주기가 2.8일에 불과했다. 항성 주위를 도는 또 다른 행성 b는 지구보다 약 20% 크고 공전 주기가 하루가 채 되지 않았고, 행성 c는 지구보다 2.5배 크며 공전 주기가 5일이었다. 이번에 발견된 d는 행성 c와 굉장히 가까운 거리로 공전하는데, 그 거리가 150만km에 불과했다. 화성과 지구의 접근 거리보다 무려 33배나 가깝게 공전하는 것이다.

 연구팀은 행성 간 거리가 가까워질수록 타원 모양으로 공전하기 때문에 행성d의 내부에 많은 열이 발생해 화산으로 뒤덮여 있을 것으로 보고 있다. 행성 지하에 형성된 마그마 바다가 지표로 넘치며 열을 내뿜고, 이로 인해 대기가 형성됐을 가능성도 있다. 연구팀은 행성 d가 항성으로부터 ‘거주 가능한’ 기온을 유지할 수 있는 영역 안쪽에 위치하고 있어 대기가 형성되면 물이 행성d 지표면에 형성됐을 수 있다고 분석했다.

연구팀은 행성 d와 c의 근접 공전을 통해 행성의 질량을 측정할 수 있었다. 67번의 근접 공전 데이터를 기반으로 행성 간 중력에 의한 시간 차이를 계산해 행성의 질량을 추정할 수 있던 것이다. 행성 d의 밀도는 지구와 비슷하며 행성 c는 해왕성과 유사하게 많은 양의 가스로 구성돼 있을 것으로 추정된다. 

 2023.5.18