대기는 행성에서 생명체가 살아가기 위한 필수요소 중 하나로 여겨집니다. 외계 생명체에 관심있는 천문학자들은 다른 별을 감싸는 대기층에 주목합니다. TRAPPIST-1c 행성은 두꺼운 이산화탄소 층이 있다고 보고되며 유명해졌습니다. 그러나 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 사용한 최신 관측에 따르면 대기가 전혀 없는 암석 행성입니다. 

천문학자들이 우주에 생명체가 존재할 수 있는 행성을 찾아낼 때 첫번째로 고려하는 요소는 대지입니다. 지구처럼 생태계가 탄생할 수 있는 표면이 있는지 살핍니다. 목성처럼 가스로 이루어진 행성에서는 동식물이 살기 어렵습니다. 세바스찬 지바 막스 플랑크 천문학 연구소 연구원은 "은하계에는 작은 행성이 풍부하다"며 "적어도 전체 천체의 20%~50%는 지구와 비슷한 크기다"고 밝혔습니다.

하지만 과학자들은 외계 암석 행성이 어떤 대기를 가지고 있는지 잘 알지 못했습니다. 기존 관측 장비로 파악하는 데 한계가 있었습니다. TRAPPIST-1c 같은 행성은 적외선으로 생명체 존재 여부를 조사해야 합니다. 문제는 멀리서 오며 약해진 적외선 신호를 감지하려면 기기 온도가 낮아야 합니다. 7켈빈, 즉 화씨 영하 500도 정도로 관측기 온도를 낮춰 미약한 열도 포착할 수 있어야 합니다. 

JWST는 극저온 냉각에 성공하며 정확한 행성 사진을 촬영했습니다. 지바는 JWST에 대해 "현재 이정도로 정밀한 측정을 할 수 있는 다른 천문대는 없다"고 설명합니다. 

다리아 피도로데츠카 캘리포니아 리버사이드 대학 천문학자는 JWST가 이룬 성과에 대해 "수년 동안 과학자들은 외계 행성 대기를 추측해 왔다"며 "마침내 JWST에서 나오는 실제 데이터를 보니 꿈이 이루어진 것 같다"고 표현했다.

TRAPPIST-1c는 지구와 가까워 연구하기 좋은 표본이다. 약 40광년 거리에 위치하고 있어 현재 광학 기술로도 관찰이 가능하다. 다른 암석 행성들은 더 먼 거리에 있다. 지바는 "당연히 가장 낮은 곳에 매달린 과일부터 시작해야 한다"고 비유했다. TRAPPIST-1c는 지구 크기 행성 일곱개가 모여 있는 TRAPPIST-1 항성 궤도를 돌고 있다. 

같은 궤도 속 행성 3개는 생명체가 거주할 수 있는 환경일지도 모른다. TRAPPIST-1c의 태양계에서는 지구와 유사한 행성들이 다양한 온도에서 존재한다. 주다 반 잔트 UCLA 천문학자는 TRAPPIST-1c의 태양계에서 적외선으로 분자를 분석해 "실제로 생명체가 생존 할 수 있는지 여부를 추론할 수 있을 것이다"고 설명했습니다.

 올해 안에 TRAPPIST-1 태양계 속 행성 7개가 모두 JWST로 관측될 예정입니다. 학자들은 다른 행성에서는 대기 구름을 관측할 수 있을지 기다리고 있습니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 BRILEY LEWIS 기자 & 육지훈 기자