2016년 프로시마 b 행성이 발견되다

2016년 8월, 지구에 사는 우리에게 정말 가슴 뛰는 소식이 들려왔습니다. 태양계에서 가장 가까운 이웃 별, 프록시마 켄타우리 주변에서 새로운 행성이 발견되었다는 뉴스였죠. 그것도 지구와 크기가 비슷한 암석 행성이라고 하니, 많은 사람이 ‘혹시 저곳에도 생명체가 살고 있지 않을까?’ 하는 상상을 하게 만들었습니다. 이 놀라운 발견의 주인공은 바로 **프록시마 b** 행성입니다.

저는 처음 이 소식을 접했을 때, 정말 ‘우리가 우주에서 혼자가 아닐지도 모른다’는 생각이 현실로 다가오는 듯한 설렘을 느꼈습니다. 우리 은하에 수많은 별과 행성이 있다는 건 알았지만, 바로 옆집처럼 가까운 곳에서 이런 행성이 발견되다니! 이 작은 별이 우주 탐사에 어떤 의미를 가지는지 함께 이야기해 볼까요?

프록시마 b는 어디에 있는 걸까요?

프록시마 b는 이름에서도 알 수 있듯이, 프록시마 켄타우리라는 별의 주위를 돌고 있습니다. 이 별은 우리 태양으로부터 약 4.24광년 떨어져 있어서, 현재까지 발견된 외계 행성 중 가장 가까운 곳에 위치한 행성 중 하나로 알려져 있습니다. 거리가 4.24광년이라고 하면 감이 잘 안 올 수 있지만, 빛의 속도로 4년 넘게 가야 하는 엄청난 거리입니다. 그래도 우주의 광활함을 생각하면, 이 정도 거리는 정말 가깝다고 할 수 있죠.

이 행성은 모항성인 프록시마 켄타우리로부터 약 0.05천문단위(AU), 그러니까 750만 킬로미터 정도밖에 떨어져 있지 않습니다. 지구가 태양에서 약 1AU 떨어진 것에 비하면 훨씬 가까운 거리에서 별을 돌고 있는 셈입니다.

보이지 않는 행성을 어떻게 발견했을까요? 바로 시선속도법 덕분이죠!

사실 우리는 프록시마 b를 직접 눈으로 보거나 망원경으로 선명하게 찍은 사진으로 본 게 아닙니다. 그렇다면 어떻게 발견했을까요? 여기서 ‘시선속도법’이라는 특별한 방법이 등장합니다. 이 방법은 행성이 별 주위를 공전하면서 별을 아주 살짝 흔들리게 만드는 중력 효과를 이용합니다.

별이 행성의 중력 때문에 우리 쪽으로 살짝 다가오거나 멀어질 때, 별빛의 스펙트럼에 도플러 이동 현상이 나타납니다. 별이 다가오면 스펙트럼이 푸른색 쪽으로, 멀어지면 붉은색 쪽으로 치우치게 되죠. 유럽 남방 천문대(ESO)의 HARPS나 ESPRESSO 같은 아주 정밀한 분광 장비들이 이 미세한 변화를 감지해냈고, 별의 주기적인 움직임을 분석해서 프록시마 b의 존재를 알아낸 것입니다. 눈에 보이지 않아도 과학적인 방법으로 행성의 존재를 ‘느낄’ 수 있다니, 정말 대단하지 않나요?

지구와 얼마나 닮았을까요? 물리적 특징 파헤치기

프록시마 b의 가장 흥미로운 특징 중 하나는 바로 그 크기와 질량입니다. 과학자들은 이 행성의 질량이 지구의 약 1.17배에서 1.3배 정도 될 것으로 추정하고 있어요. 질량이 지구와 비슷하다는 건, 이 행성이 가스 행성이 아니라 지구처럼 단단한 표면을 가진 ‘암석 행성’일 가능성이 높다는 뜻입니다. 크기도 지구와 비슷하거나 조금 더 클 것으로 예상됩니다.

공전 주기는 약 11.2일로, 태양 주위를 1년에 한 바퀴 도는 지구에 비하면 정말 빠르게 별을 돌고 있습니다. 이렇게 별과 가까운 궤도를 돌다 보니, 별로부터 받는 에너지의 양이나 종류도 지구와는 많이 다릅니다.

생명체 거주 가능 영역에 있지만… 희망과 불안이 공존하는 환경

프록시마 b가 발견되었을 때 많은 사람을 설레게 했던 가장 큰 이유는, 이 행성이 모항성인 프록시마 켄타우리의 ‘생명체 거주 가능 영역’ 안에 위치한다는 점이었습니다. 이 영역은 별로부터 적당한 거리에 있어서 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 온도를 유지할 가능성이 있는 곳을 말하죠. 액체 상태의 물은 우리가 아는 생명체가 살아가기 위한 가장 중요한 조건 중 하나니까요.

하지만 모든 게 장밋빛만은 아닙니다. 모항성인 프록시마 켄타우리는 태양보다 훨씬 작고 어두운 적색왜성이지만, 불안정한 별이라 강력한 자외선과 엑스선 복사를 내뿜고 플레어(별 표면 폭발) 활동도 잦습니다. 이런 강한 방사선은 행성의 대기를 조금씩 날려버리거나, 행성 표면에 생명체가 살기 매우 어려운 환경을 만들 수 있습니다. 그래서 **생명체 거주 가능 영역**에 있다는 것만으로는 생명체의 존재 여부를 확신하기 어렵습니다.

조석 고정 상태일 가능성? 하루가 없는 행성의 기후는 어떨까요?

또 다른 어려운 점은 프록시마 b가 모항성에 대해 ‘조석 고정’ 상태일 가능성이 높다는 연구 결과입니다. 조석 고정이 되면 행성의 한쪽 면은 항상 별을 향하고, 반대쪽 면은 영원히 어둠 속에 있게 됩니다. 마치 달이 지구에 항상 같은 면만 보여주는 것처럼 말이죠.

이렇게 되면 별을 보는 낮 쪽은 엄청나게 뜨거워지고, 별을 보지 못하는 밤 쪽은 극도로 차가워질 수 있습니다. 이런 극단적인 온도 차이는 행성 전체에 매우 강한 바람을 일으키거나 대기 순환을 복잡하게 만들어, 생명체가 살기에 부적합한 환경이 될 수 있습니다. 물론 3:2 공전-자전 공명처럼 하루가 존재하는 다른 상태일 가능성도 완전히 배제할 수는 없습니다.

우주 탐사의 새로운 목표, 스타샷 프로젝트 같은 미래를 꿈꾸다

프록시마 b는 우리에게 가장 가까운 외계 행성이기에 미래 우주 탐사의 중요한 목표가 됩니다. 비록 현재의 기술로는 4.24광년이라는 거리를 탐사선을 보내는 것이 불가능하지만, 먼 미래에는 가능할지도 모릅니다.

‘**스타샷 프로젝트**’처럼 아주 가벼운 나노 탐사선에 돛을 달아 레이저 추진으로 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 수십 년 안에 프록시마 b에 도착하는 아이디어 같은 것들이 연구되고 있습니다. 만약 이런 기술이 현실화된다면, 언젠가는 이 행성을 직접 탐사하고 더 많은 비밀을 밝혀낼 수 있을 것입니다. 가장 가까운 외계 행성이 발견되었다는 사실은, 인류가 언젠가 성간 여행을 떠나게 될 가능성을 보여주는 작은 시작점일지도 모릅니다.

결론: 옆집 행성이 우리에게 던지는 질문들

2016년 프록시마 b 발견은 단순히 새로운 천체를 목록에 추가한 것 이상의 의미를 가집니다. 우리에게 가장 가까운 우주 이웃에 지구와 닮은 행성이 존재할 가능성을 보여주면서, ‘우리 말고 다른 생명체가 우주에 존재할까?’라는 오래된 질문에 새로운 희망과 함께 더 구체적인 탐사 목표를 제시해주었습니다.

앞으로 첨단 망원경과 새로운 관측 기술을 통해 프록시마 b의 대기 유무, 대기 성분, 표면 환경 등에 대한 더 많은 정보가 밝혀질 것입니다. 이 작은 붉은 별 주위를 도는 행성에 대한 연구는 인류가 우주에서 우리의 위치를 이해하고, 궁극적으로는 우주 생명체를 찾는 여정에 있어 중요한 이정표가 될 것입니다. 우리는 이제 옆집 행성에 관심을 가지며, 우주의 무한한 가능성에 대해 다시 한번 생각하게 됩니다.

자주 묻는 질문