허블 우주 망원경을 이용한 조사 결과 지구에서 123광년 떨어진 외계 행성의 대기 중에 물 분자가 존재한다는 게 밝혀졌다. 이번 연구 결과는 기존에 물 존재가 확인된 천체 중 가장 작은 행성에서 발견한 것이어서 눈길을 끈다.
물 존재가 확인된 행성은 백조자리 방향에 위치한 케플러3b. 이 행성의 크기는 지구보다 반경은 4.7배, 질량은 26배다. 지금까지 물의 존재가 확인된 행성 중에선 가장 작다.
지금까지 지구에서 16.1광년 떨어진 행성에 지구와 비슷한 대기 기온이 존재하거나 생명 존재도 가능한 지구 크기 행성이 발견된 바 있다. 하지만 케플러3b는 앞으로 지구형 행성 탐사를 크게 발전시킬 방법을 예고한다.
이번 연구는 허블 우주 망원경 외에도 스피처 우주 망원경, 케플러 우주선 등을 이용한 것이다. 케플러 3b가 별 앞을 가로지를 때 생기는 빛의 변화를 관측해 이를 바탕으로 대기 조성을 분석했다.
행성 대기 분석은 별에서 나온 빛이 행성의 대기권을 통과할 때 가스 분자에 의해 빛의 스펙트럼이 변화하는 모습을 관찰하는 것이다. 하지만 행성 표면에 가스 구름이 뒤덮여 있으면 이런 관찰은 어려울 수 있다. 그런데 케플러3b에는 구름층이 거의 존재하지 않아 대기 구성을 분석, 물 분자 존재를 밝힐 수 있었다고 한다.
또 구름과 더불어 관측에 걸림돌이 되는 항성에 생기는 흑점에 의한 광량 변화다. 정밀 광센서를 탑재한 관측 기기는 흑점 발생에 의한 광량 변화를 감지할 수 있다. 하지만 이 변화가 물의 존재를 나타내는 변화와 같은 흔적을 보이기도 한다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 관측기기 2대로 같은 행성을 관측, 같은 시간대에 다른 파장 빛을 관측해서 결과를 바탕으로 흑점 활동에 의한 빛의 변화를 분리해 영향을 배제하는 데 성공했다. 이 과정을 거쳐 케플러3b에 있는 물의 존재가 확실하게 된 것이라고 한다.
또 이번 관측에서 중요한 역할을 한 건 지난 2009년 허블 우주 망원경에 장착한 WFC3 광시야 카메라다. 허블 우주 망원경은 지난 1990년 발사됐다. 여기에 4세대 격으로 투입한 이 카메라는 기존보다 훨씬 광범위한 우주 관측을 가능하게 해 미지의 영역 조사가 기대되고 있다.
허블 우주 망원경은 곧 임무를 종료하게 된다. 조금씩 지구를 향해 고도를 낮추면서 2021년까지 지구 대기권에 돌입, 생애를 마치게 된다. 오는 2018년 발사 예정인 제임스웹 우주 망원경(James Webb Space Telescope. 사진 위)이 허블 우주 망원경의 역할을 이어 받아 우주 탐사를 진행하게 된다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
전자신문인터넷 테크홀릭팀
이원영IT칼럼니스트 techholic@etnews.com
