SF 영화를 본 사람이라면 약간 놀랄 만한 소식이 있습니다. 천문학자들이 다른 별의 생명체 거주 가능 영역에 있는 암석질의 지구와 비슷한 행성에서 대기를 감지했습니다. 7월 16일 《사이언스》에 발표된 이 발견은 지구와 비슷한 온도와 암석 구성을 가진 행성이 우리 태양계 밖에 존재할 수 있으며, 아시다시피 잠재적으로 생명체를 지원할 수 있다는 가장 강력한 증거를 제공합니다.

"대기는 우리가 아는 생명체가 행성에서 살아가기 위해 필수적입니다,"라고 하버드 대학교에서 지구 및 행성 과학 박사 학위를 갓 받은 주저자 콜린 체루빔이 말했습니다. "다른 별의 생명체 거주 가능 영역에 있는 암석 행성에서 대기를 발견한 것은 이번이 처음입니다."

문제의 행성은 LHS 1140 b로, 지구에서 약 48광년 떨어진 암석 외계행성입니다. 이 행성은 적색 왜성의 생명체 거주 가능 영역, 즉 표면에 액체 물이 존재할 수 있는 온도를 가진 '골디락스 영역'을 공전합니다. 발견은 칠레 마젤란 천문대의 WINERED 분광기를 사용하여 포착한 헬륨이 행성에서 탈출하는 관측을 통해 이루어졌습니다.

과학자들은 수천 개의 외계행성을 확인했으며, 그중에는 생명체 거주 가능 영역에 있는 여러 암석 세계도 포함되지만, 그 행성들에 대기가 있는지 확인하는 것은 외계행성 연구에서 가장 짜증나는 도전 과제 중 하나였습니다. "20년 전 우리는 다른 지구형 행성이 존재하는지조차 궁금해했습니다,"라고 체루빔의 논문 지도교수 중 한 명인 하버드 대학교 환경 과학 및 공학 고든 맥케이 교수 로빈 워즈워스가 말했습니다. "그런 다음 우리는 그것들이 흔하다는 것을 알게 되었고, 생명체 거주 가능 영역에 있는 일부를 발견했습니다. 다음 질문은 그중 어떤 것이 대기를 유지할 수 있었는지였습니다. 이제 우리는 적어도 하나는 있다는 것을 압니다."

체루빔과 동료들은 LHS 1140 b의 상층 대기에 천천히 우주로 탈출하는 많은 양의 헬륨이 포함될 것이라고 예측하는 이론 모델을 개발했습니다. 그들은 LHS 1140 b와 다른 행성이 같은 날 밤 별 앞을 지나는 특이한 사건 동안 그 예측을 테스트했습니다. 두 번째 행성은 대기의 흔적을 보이지 않았습니다. 그러나 LHS 1140 b는 헬륨이 탈출하는 명확한 신호를 생성했으며, 이는 여전히 대기를 보유하고 있다는 증거입니다.

체루빔의 공동 지도교수인 하버드 천문학과 학과장 데이비드 샤보노는 처음에 계획이 성공할지 의심했습니다. "콜린은 우리가 알고 있는 행성들을 분석하고 이 행성이 헬륨 대기를 가질 것이라고 예측했습니다,"라고 샤보노가 말했습니다. "그런 다음 그는 망원경 시간을 확보하고 데이터를 얻었으며, 탐지는 통계적으로 확고했습니다."

이 발견은 천문학자들이 지상에서 우주로 탈출하는 가스를 찾아 암석 외계행성의 대기를 연구할 수 있음을 시사합니다. 천문학자들은 LHS 1140 b의 대기가 30억 년 이상 생존했다고 추정하며, 이는 추가 관측을 위한 특히 유망한 대상입니다. 체루빔은 대기의 완전한 화학적 구성을 식별하고 궁극적으로 행성에 표면 바다나 다른 생명체 거주 가능 특성이 있는지 확인하기를 희망합니다. 그와 동료들은 또한 이 모델을 사용하여 대기를 가진 추가 암석 세계를 찾을 계획입니다. "이것은 모델 검증이었으며, 앞으로 더 많은 관측이 이어지길 바랍니다,"라고 그가 말했습니다.