[뉴스스페이스=김시민 기자] 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 수행한 최근 관측 결과에 따르면 천문학자들은 외계 행성 TRAPPIST-1e의 대기 존재 가능성을 다시 검토하고 있다.

9월 8일(현지시간) NASA 공식 발표, New Scientist, Space.com, MIT News, Astronomy Now, Sky News에 따르면, 이번 연구는 미국, 영국, 인도 등 30명 이상의 과학자들이 참여한 국제 프로젝트 JWST-TST DREAMS 프로그램에 의해 진행됐으며, 2023년 중반~후반에 실시된 네 차례의 트랜싯(통과) 관측 데이터를 활용했다.

초기 기대와 달리, 망원경 데이터에 따르면 이 잠재적으로 거주 가능한 세계는 과학자들이 기대했던 견고한 대기가 없을 수 있으며, 연구자들은 대기 구조에 대한 대안적 시나리오에 신중한 낙관론을 유지하고 있다.

대기 신호, 아직은 ‘불확실’

관측 데이터를 분석한 결과, TRAPPIST-1e 주변에 기대했던 견고한 대기가 명확히 발견되진 않았다. 브리스톨 대학교 해나 웨이크퍼드 박사는 "처음 네 번의 JWST 관측으로 이전 허블 망원경 결과를 더 정확히 보완할 수 있었다. 지금으로선 대기 존재를 단정할 수 없으며 완전 무대기 상태일 가능성도 배제할 수 없다"고 말했다.

연구팀은 1년 넘게 적색왜성 특유의 별점(starspot) 및 잦은 플레어 등 별 자체 신호로 인한 오염을 데이터에서 선제적으로 제거하는 작업을 했다. 그 결과 초기 분석에서 두 가지 시나리오가 제기됐다: 질소 등 무거운 기체로 이루어진 2차 대기가 존재하거나, 대기 내용물이 거의 없는 ‘벌거벗은 암석’일 가능성이다.

원시 대기(수소·헬륨)는 이미 소실

TRAPPIST-1e는 항성의 강한 플레어와 복잡한 자기활동 덕분에 형성 초기에 있었을 수 있는 수소-헬륨 주성분의 원시 대기를 이미 잃은 것으로 보인다.

또한, 금성처럼 두껍거나 화성처럼 매우 얇은 이산화탄소 대기도 존재하지 않을 가능성이 크다는 것이 최신 데이터의 결론이다. 다만, 온실 효과를 일으켜 액체상태의 물이 부분적으로 존재하기 위한 적정 수준의 이산화탄소(표면온도 0~100°C)를 완전히 배제하지는 못했다.

거주 가능성 및 후속 관측 계획

TRAPPIST-1e가 대기를 보유한다면, 이는 표면의 물이 조석 고정(tidally locked) 상태로, 주간면에 액체 물, 야간면은 얼음이 존재할 수 있다는 시나리오로 연결된다. 실제로 행성 질량(0.692 ± 0.046 지구질량)과 반지름(0.910 ± 0.021 지구반지름), 표면중력(9.12 ± 0.75 m/s²)이 지구와 유사하다는 점에서 잠재적 거주 가능성은 높아진다.

연구진은 연말까지 JWST로 총 20회가량 추가 관측을 실시해 대기 조성을 더욱 명확히 파악할 계획이다. 특히 행성 b와 e가 동시에 항성 앞을 통과하는 특별한 기법을 통해 항성 신호 오염을 최소화하고 대기 신호 진위를 밝힐 예정이다.