[뉴스스페이스=이종화 기자] NASA가 외계 행성 탐사 및 특성화에 핵심적인 두 가지 혁신적 기술을 공개했다.

첫 번째는 스토니브룩 대학 연구팀이 개발한 정교한 항성 흑점 지도 작성 기술 ‘StarryStarryProcess’이고, 두 번째는 NASA 고다드 우주비행센터에서 추진 중인 팽창식 스타셰이드(별가리개)다.

Space Daily, centauri-dreams.org, NASA Scientific Visualization Studio, Jagran Josh, NASA Science의 발표와 보도에 따르면, 이 두 기술은 외계 행성 대기 관측과 별빛 간섭 문제를 획기적으로 해결해 향후 여러 임무에 중대한 영향을 미칠 전망이다.

정교한 항성 흑점 지도 작성 기술: 별빛 간섭 문제 해결의 열쇠

2025년 8월 25일 《The Astrophysical Journal》에 발표된 ‘StarryStarryProcess’는 NASA의 외계행성 탐사 위성인 TESS와 은퇴한 케플러 우주망원경 데이터를 활용해 멀리 떨어진 별의 흑점을 고정밀로 매핑하는 계산 모델이다. 스토니브룩 대학 사비나 사귄바예바 대학원생이 이끄는 연구팀은 이 모델이 기존 ‘별은 균일한 빛을 발하는 원반’이라는 가정을 넘어 별 표면의 복잡한 흑점 분포를 정확히 분석할 수 있음을 입증했다.

특히 처녀자리 141광년 거리의 가스행성 TOI 3884 b 주변 별이 북극 부근에 흑점이 집중돼 있음을 확인, 외계 행성 대기 신호에서 별빛 간섭을 보정하는 데 핵심적 역할을 했다. 이는 생명지표인 수증기 등 대기 구성의 오차를 줄이고 외계 생명 탐색의 신뢰도를 크게 높인다.

브렛 모리스 우주망원경과학연구소 연구원은 “항성 특성을 더 잘 이해하면 행성에 대해서도 더 많이 알 수 있는 일종의 피드백 루프”라며 기술의 중요성을 강조했다.

팽창식 스타셰이드: 질량·비용 획기적 절감 및 자외선 관측 혁신

한편 NASA 고다드센터의 존 매더 박사가 주도하는 ‘지구형 외계행성을 위한 팽창식 스타셰이드(ISEE)’는 35~100미터 크기의 팽창식 가림막으로 설계돼 기존 전개식 스타셰이드 대비 10배 이상 질량 감소와 비용 절감을 목표로 한다. 팽창식 구조는 운반과 전개를 용이하게 해 향후 거주가능 세계 관측소(Habitable Worlds Observatory, HWO) 및 유럽 대형 망원경(39m급)의 관측 능력을 크게 보완할 전망이다.

스타셰이드는 망원경과 대상 별 사이에 위치해 별빛을 최대 100억 배까지 차단, 오존 탐지가 가능한 자외선 파장에서도 외계행성 관측이 가능하도록 하는 점이 큰 차별점이다. 코로나그래프와 달리 어떤 망원경에도 호환되며 광학 효율이 완벽한 것이 특징이다.

매더 박사는 “어떤 망원경이라도 외계행성을 볼 수 있게 해주는 기술”이라고 설명했다.

향후 임무 시사점과 우주 관측 혁신

두 기술은 NASA의 판도라(Pandora) 미션과 긴밀히 연계돼 있다. 올해 가을 스페이스X 팰컨(Falcon) 9 로켓으로 발사되는 판도라는 1년 임무 동안 최소 20개 외계행성을 가시광선과 근적외선 동시 관측 방식으로 분석해 별빛 간섭과 행성 대기 신호를 효과적으로 분리할 예정이다.

이러한 다중 파장 관측은 StarryStarryProcess와 팽창식 스타셰이드의 기술적 진보와 시너지를 내며 외계행성 대기 조성 및 거주 가능성 연구에 새로운 획기적 전환점을 마련한다.

2020년 천체물리학 10년 계획에서 권고된 지구형 외계행성 직접 영상화 및 바이오시그니처 탐색 목표 달성에 핵심적 역할을 할 것이며, HWO가 포함하는 코로나그래프의 한계를 팽창식 스타셰이드가 보완, 특히 자외선 관측 분야에서 혁신을 선도할 것으로 기대된다.

이번 NASA의 두 가지 첨단 기술 발표는 외계행성 연구에서 별과 행성 간 신호 분리 문제 해결, 비용과 무게 문제 극복, 보다 정밀한 잠재 거주 가능성 탐색 등 다방면에서 미래 우주 탐사에 중대한 이정표를 제시한다. 전문가들은 이 기술들이 향후 수십 년간 외계행성 과학의 패러다임을 바꾸는 혁명적인 도약이 될 것이라고 평가하고 있다.