TRAPPIST-1b는 지구에서 약 39광년 떨어진 물병자리에 위치한 외계 행성으로, 초저온 적색 왜성 TRAPPIST-1을 공전하는 7개의 행성 중 가장 안쪽에 있는 행성이다. 2016년에 처음 발견되었으며, 지구와 비슷한 크기를 가진 암석형 행성으로 추정된다. TRAPPIST-1 시스템은 다수의 생명체 거주 가능 영역(habitable zone) 내 행성들을 포함하고 있어 천문학계의 큰 주목을 받고 있지만, TRAPPIST-1b는 모항성과의 거리가 너무 가까워 표면 온도가 매우 높아 생명체가 살기에는 부적합한 환경으로 예상된다.
발견
TRAPPIST-1b는 벨기에 퀘이드로스 (Quaid-e-Azam) 대학의 미카엘 질롱(Michaël Gillon)이 이끄는 연구팀에 의해 2016년에 발견되었다. 이 연구는 칠레에 위치한 TRAPPIST 망원경(Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope)과 스피처 우주 망원경(Spitzer Space Telescope)을 이용한 통과법(transit method) 관측을 통해 이루어졌다. 통과법은 행성이 모항성 앞을 지나갈 때 별빛이 미세하게 줄어드는 현상을 이용해 행성의 존재를 확인하는 방법이다. 초기에는 3개의 행성(TRAPPIST-1b, c, d)이 확인되었으며, 이후 2017년에 스피처 망원경과 지상 망원경의 추가 관측을 통해 TRAPPIST-1 시스템의 총 7개 행성(b, c, d, e, f, g, h)이 모두 확인되었다.
특징
TRAPPIST-1b는 다음과 같은 특징을 가지고 있다:
- 크기 및 질량: 지구 반지름의 약 1.086배, 지구 질량의 약 0.849배로, 지구와 비슷한 크기와 질량을 가진 암석형 행성으로 분류된다.
- 밀도: 평균 밀도는 지구보다 약간 낮은 약 4.88 g/cm³로, 철 핵과 규산염 맨틀로 구성된 암석형 행성이지만, 지구보다 다소 가벼운 구성 요소를 가졌거나 내부 구조에 차이가 있을 수 있음을 시사한다.
- 궤도 및 온도: 모항성 TRAPPIST-1에 매우 가까이 위치하며, 공전 주기는 약 1.51일에 불과하다. 이러한 근접성 때문에 행성의 표면 온도는 매우 높을 것으로 예상된다. 대기가 없을 경우의 평형 온도(equilibrium temperature)는 약 400 K (약 127°C) 이상으로 추정되며, 이는 물이 액체 상태로 존재하기 어렵고 생명체가 살기에는 너무 뜨거운 환경이다.
- 조석 고정: 모항성에 너무 가깝기 때문에 강력한 조석력(tidal force)의 영향을 받아 조석 고정(tidally locked) 상태일 가능성이 높다. 이는 행성의 한쪽 면은 영원히 모항성을 향해 낮이고, 다른 쪽 면은 영원히 밤인 상태를 의미한다.
- 대기: 아직 TRAPPIST-1b의 대기 구성에 대한 직접적인 정보는 제한적이다. 모항성의 강한 복사 에너지와 플레어 활동으로 인해 대기가 존재하더라도 빠르게 침식되었을 가능성이 제기된다.
모항성
TRAPPIST-1은 태양 질량의 약 8%에 불과한 매우 작고 어두운 초저온 적색 왜성이다. 이러한 별들은 태양과 같은 G형 주계열성보다 훨씬 수명이 길지만, 초기에는 강력한 자외선 및 X선 플레어 활동을 빈번하게 일으킬 수 있다. 이러한 플레어 활동은 주변 행성들의 대기를 침식시키거나 표면의 액체 물을 증발시키는 등 행성 환경에 큰 영향을 미칠 수 있다.
생명체 거주 가능성
TRAPPIST-1b는 모항성 TRAPPIST-1에 너무 가깝게 위치하여 생명체 거주 가능 영역 밖에 있다. 즉, 이 행성의 표면 온도는 액체 상태의 물이 존재하기에는 너무 뜨거우며, 이는 생명체가 살기에 부적합한 환경으로 판단된다. 하지만 TRAPPIST-1 시스템 내의 다른 행성들, 특히 TRAPPIST-1d, e, f, g는 생명체 거주 가능 영역 내에 위치하여 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 있으며, 외계 생명체 탐사의 주요 목표가 되고 있다.
같이 보기
- TRAPPIST-1
- TRAPPIST-1c
- TRAPPIST-1d
- TRAPPIST-1e
- TRAPPIST-1f
- TRAPPIST-1g
- TRAPPIST-1h
- 외계 행성
- 생명체 거주 가능 영역
- 통과법
참고 자료
- NASA Exoplanet Archive
- ESA (유럽 우주국)
- 천문학 관련 주요 학술 논문 (Nature, Science 등)