바다로 뒤덮인 외계행성 2개 새로 특정

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드넓은 바다로 뒤덮인 해양행성(바다행성) 후보 2개가 새로 발견됐다. 천문학계는 차세대 관측 장비 제임스웹우주망원경을 통한 정밀 관측을 기대했다.

캐나다 몬트리올대학교 외계행성연구소(iREx)는 15일 공식 채널을 통해 거문고자리 방향으로 약 218광년 떨어진 적색왜성 ‘케플러-138’을 공전하는 외계행성 중 해양행성 후보 2개를 특정했다고 밝혔다.

연구팀은 ‘케플러-138’ 주변의 세 외계행성 ‘케플러-138b’와 ‘케플러-138c’ ‘케플러-138d’를 관측한 허블우주망원경 및 케플러우주망원경의 데이터를 조합, 이 같은 결론을 내렸다. ‘케플러-138’을 맴도는 세 외계행성의 존재는 지난 2014년 케플러우주망원경에 의해 처음 드러났다.

광활한 바다가 존재할 것으로 추측되는 외계행성 '케플러-138d'의 단면도(오른쪽). 왼쪽 지구와 비교한 사진에서 크기와 구조 등을 가늠할 수 있다. <사진=몬트리올대학교 공식 홈페이지>

이번 조사에서 ‘케플러-138c’와 ‘케플러-138d’의 부피 절반 이상은 수소나 헬륨보다 무겁고 암석보다 가벼운 물질로 뒤덮였다는 결과가 나왔다. 이런 조건을 충족하는 가장 일반적인 물질이 물이라는 점에서 연구팀은 두 행성이 깊고 광대한 바다로 뒤덮인 해양행성일 수 있다고 추측했다.

조사 관계자는 “‘케플러-138c’와 ‘케플러-138d’의 반경은 모두 지구의 약 1.51배이고 질량은 ‘케플러-138c’가 지구의 약 2.3배, ‘케플러-138d’가 지구의 약 2.1배”라며 “두 외계행성이 물로 뒤덮인 쌍둥이 같은 해양행성일 가능성이 8년 만에 떠올랐다”고 설명했다.

2014년 케플러우주망원경의 관측 활동에서 포착된 적색왜성 '케플러-138'(오른쪽)과 이를 공전하는 행성들 <사진=유럽우주국(ESA) 공식 홈페이지>

연구팀은 각 행성의 지표와 대기 온도가 아주 높다고 파악했다. 주성에서 가장 먼 ‘케플러-138d’의 경우 바다 깊이는 약 2000㎞이며, 이를 채운 물은 온도가 끓는점을 웃돌 가능성이 제기됐다. 수증기를 품은 두꺼운 대기에 둘러싸인 바닷물은 고온 및 고압, 또는 액체와 기체를 구분하는 임계점을 넘는 초임계유체 상태일 것으로 연구팀은 예상했다.

조사 관계자는 “우리가 알지 못하는 외계행성들의 형성 및 진화 과정의 비밀을 풀 단서를 제공한 점에서 이번 연구는 의미가 있다”고 자평했다. 이어 “주성 ‘케플러-138’을 공전하는 또 다른 외계행성이 존재할  수 있는 만큼, 향후 제임스웹우주망원경을 통한 정밀 관측이 기대된다”고 전했다.