과학자들이 허블망원경을 통해 은하수에 위치한 행성 2곳의 대기가 구름으로 덮여있는 사실을 발견했다고 미국 항공우주국(NASA·나사)이 1일(현지시간) 발표했다. 

나사는 허블망원경 관측 스펙트럼 분석 결과 지구에서 36광년 떨어져 있는 사자자리의 GJ 436b행성과 40광년 떨어진 땅군자리의 GJ 1214b 행성에서 각각 이런 현상을 발견했다고 밝혔다. 이들 행성에서 구름을 발견한 사실을 게재한 논문은 1월 2일자 네이처지에 각각 게재됐다. 

과학자들은 허블 스펙트럼 사진으로 이들 행성의 대기 데이터를 분석한 결과 구름에서 풀려난 수증기, 메탄, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소의 조성 가능성을 배제할 수 없었다고 밝혔다. 두 개의 행성은 질량으로 볼 때 중간급으로서 지구처럼 작고, 암석을 가진 소형 행성과 목성처럼 큰 가스 행성의 중간에 자리한다. 

과학자들은 자신들의 이번 성과가 태양계 너머에서 인간이 거주할 수 있는 지구같은 잠재적인 생명체 거주행성을 찾는데 중요한 이정표를 확보한 것으로 보고 있다. 지금까지 수많은 노력에도 불구하고 이들 행성을 둘러싼 대기의 성질은 지금까지 정확하게 규명되지 않아 왔다.

▲ 나사가 허블 망원경을 통해 발견했다고 발표한 구름이 있는 태양계 밖의 외행성 모습을 그린 모습. <사진1= 나사>36광년 떨어져 있는 행성 GJ 436b는 ‘따뜻한 해왕성’으로 분류된다. 이 행성은 우리 태양계의 차가운 해왕성과 태양간 거리보다도 자신의 태양에 훨씬 더 가까이 있기 때문이다. 40광년 떨어져 있는 GJ 1214b 행성은 지구보다 크기 때문에 슈퍼지구로 불린다. 

GJ 436b행성과 GJ 1214b 행성 모두 자신들의 태양 앞으로 지나가는 모습<사진1.>이 관측됐다. 과학자들은 별 빛 필터를 이용해 이들 행성의 대기를 지날 때 이들을 보다 자세히 관찰할 수 있는 기회를 포착했다. 

GJ 436b의 대기 조사 연구 결과를 보고한 논문 가운데 하나는 캘리포니아공대 히더 크넛슨의 허블망원경 관찰을 이용한 관찰 데이터 결과에 기반해 이같은 통과 내용을 관찰했다. 

허블망원경으로 GJ463b 행성을 관측한 결과 스펙트럼에는 특징이 없었으며 화학적 지문을 보여주지 않았다. 크넛슨은 “이 행성은 모습을 볼 수 없도록 풍경을 덮는 희미한 높은 구름층이 있거나, 또는 수소가 부족한 구름에서 풀려난 대기를 가지고 있어 해왕성과는 매우 다른 모습을 만들어 냈다”고 말했다.

▲ 나사의 허블망원경으로 찾아낸 구름있는 외행성 GJ1214b와 GJ436b. <사진2= 나사/ESA>그는 “이 행성은 수소대신 상대적으로 무거운 많은 양의 분자, 즉 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소 같은 것을 가지고 있을 것이며 이것이 대기를 압박해 어떤 화학적 신호도 찾기 어렵게 만들었을 것”이라고 말했다. 

GJ 436b에서 얻어진 것과 유사한 관측 결과는 이전에 GJ1214에서도 관측된 바 있다. 이 행성 최초의 스펙트럼 촬영 사진 역시 특징이 없었지만 GJ 1214b의 대기는 높은 고도의 구름을 가지면서 온통 수증기와 수소가 꽉 차 있음을 보여주었다. 

로라 클라이더버그와 제이콥 빈 시카고대 천문연구팀은 허블망원경을 사용해 GJ 1214b를 훨씬 더 가까이서 볼 수 있었다. 이들은 이 행성을 덮는 대기층 높은 곳에 있는 구름 이불층, 그리고 대기의 낮은 층과 지표면의 구성과 움직임에 대한 정보의 숨기는 결정적 증거를 찾아냈다. 

새로운 허블 스펙트럼은  GJ 1214b의 대기에서도 아무런 화학적 지문도 드러내 주지 않았지만 정확한 스펙트럼 데이터는 구름에서 풀려난 수증기, 메탄, 질소, 일산화탄소 또는 이산화탄소의 조성 가능성을 배제할 수 없었다. 

크넛슨은 “ 이 두 행성은 우리 태양계 밖에 있는 행성 형태의 다양성을 말해 준다. 이 경우 지금까지 생각하지 못한 것을 발견했다”고 말했다.