프록시마 d(Proxima d) : 켄타우루스자리 프록시마 별에서 새로 발견된 외계행성

켄타우루스자리 프록시마 별과, 이번에 발견된 프록시마 d 행성을 그린 상상화. (Credit: ESO/L. Calcada)

천문학 연구팀이 칠레에 있는 ESO의 초거대망원경(Very Large Telescope, 이하 VLT)을 이용하여 태양계에서 가장 가까운 별인 켄타우루스자리 프록시마별 주위를 공전하는 또 하나의 외계행성의 증거를 찾아냈다. 
이 행성후보 천체는 켄타우루스자리 프록시마별 행성계에서 세 번째로 포착된 행성이자 가장 밝게 빛나는 행성이다. 
지구 대비 4분의 1질량을 가지고 있는 이 행성은 지금까지 발견된 외계행성으로는 가장 밝게 빛나는 외계행성 중 하나이기도 하다. 

포르투갈 에스파코 천문연구소의 연구원이자 2022년 2월 10일 아스트로노미앤아스트로피직스(Astronomy & Astrophysics)에 개재된 논문의 주저자인 주앙 파리아(Joao Faria)의 소감은 다음과 같다. 
"이번 발견은 우리와 가장 가까운 이웃 행성계가 흥미있는 세계들로 가득차 있음을 알려주는 것입니다. 
게다가 이곳은 추가 연구는 물론 미래의 탐사도 가능한 거리 범주 안에 있습니다."

 

켄타우루스자리 프록시마 별은 태양과 가장 가까운 별로서 그 거리는 4광년을 약간 넘어선다. 

 

이번에 새로 발견된 행성은 프록시마 d로 이름붙여졌다. 
이 행성은 자신의 별 켄타우루스자리 프록시마별을 400만 킬로미터 거리에서 공전하고 있다. 
이 거리는 태양에 대한 수성 공전 궤도의 10분의 1에 해당하는 거리이다. 
이 거리는 행성표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 지역범위를 일컫는 '생명체서식 가능 구역(the habitable zone)'과 자신의 별 중간 지점에 해당한다. 
이 행성의 공전주기는 지구시간 기준 약 5일 정도이다. 

켄타우루스자리 프록시마 별에서는 이미 두 개의 행성이 발견된 바 있다. 
우선 프록시마 b라는 행성은 지구 정도의 질량을 가지고 있고 생명체 서식 가능 구역에서 자신의 별을 11일 주기로 공전하고 있으며 프록시마 c는 5년 주기의 공전궤도를 가지고 있다.  
프록시마 b는 불과 몇 년 전 ESO의 3.6미터 망원경에 장착된 '높은 정확도의 시선속도 측정을 통한 행성 탐사기(High Accuracy Radial velocity Planet Searcher, 이하 HARPS)를 이용하여 발견되었다. 
(블로그 쥔장 주 : 프록시마 b행성의 발견은 2016년 8월 25일 네이처지를 통해 발표되었습니다.

 관련뉴스 링크는 다음을 참고하세요. https://big-crunch.tistory.com/12348883 )

이 발견은 2020년 과학자들이 ESO의 VLT에 장착된 상당히 높은 정확도의 새로운 장비인 '암석질외계행성과 안정된 분광관측을 위한 등급별 분광기(ESPRESSO, the Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations)를 이용하여 프록시마계를 관측함으로써 확정되었다. 

 

파리아의 설명은 다음과 같다. 
"새로운 관측 데이터를 얻은 후 우리는 이번에 감지한 신호를 새로운 행성 후보로 확정할 수 있었습니다. 
이번에 저는 이처럼 미미한 신호를 감지할 수 있었다는 데에 큰 흥미를 느낄 수 있었으며 이 미미한 신호는 바로 지구와 가장 가까운 외계행성의 발견으로 이어질 수 있었습니다."
  
지구질량 대비 4분의 1수준인 프록시마 d는 시선속도 측정 기술(the radial velocity technique)을 이용하여 측정된 외계행성들 중 가장 밝은 외계행성으로 최근 L98-59 행성계에서 발견된 행성들의 수준을 훨씬 상회하는 수준이다. 
이 기술은 별 주위를 공전하는 행성의 인력으로 발생하는 별의 미세한 흔들림을 포착하는 기술이다. 
프록시마 d의 중력은 너무나 작아서 이 행성으로 인해 켄타우루스자리 프록시마별이 앞뒤로 흔들리는 정도는 초당 40센티미터 (시간당 1.44킬로미터) 수준이었다. 

ESO의 ESPRESSO장비과학자인 페드로 피구에이라(Pedro Figueira)의 설명은 다음과 같다.
"이번 성과는 정말 중요합니다.

이번 연구결과는 시선속도 측정 기술이 상당히 많은 밝은 행성들을 발견할 수 있다는 가능성을 말해준겁니다.
이러한 유형의 외계행성은 우리 은하에 가장 많을 것으로 추정되고 있습니다.

물론 그 행성들이 생명체를 품고 있을 가능성도 있죠." 

파리아는 이번 결과가 ESPRESSO가 앞으로도 많은 행성을 발견해서 우리를 놀라게 만들어줄 거라는 점을 명확하게 보여주는 것이라고 평가했다. 

외계행성을 향한 ESPRESSO의 연구는 현재 아타카마 사막에 건설중인 ESO 초대형망원경(Extremely Large Telescope, ELT)에 의해 보충될 것이다.

ELT는 근거리 별들 주위를 돌고 잇을 훨씬 더 많은 행성들을 발견하고 연구하는데 핵심적인 역할을 수행하게 될 것이다. 

이 사진은 디지털촬영을 이용한 온하늘탐사2 (the Digitized Sky Survey 2, DSS2)의 일환으로 만들어진 것으로 켄타우루스자리 알파AB별과 이 별보다는 훨씬 희미한 적색난쟁이별 켄타우루스자리 프록시마별을 함께 담은 것이다. 켄타우루스자리 알파AB별 주위의 푸른색 별무리는 사진 처리 과정에서 인공적으로 만들어진 것이다. 사실 이 별은 우리 태양과 같이 빛바랜 노란색으로 빛나는 별이다. ( Credit:Digitized Sky Survey 2)

 

이 별지도는 남반구의 거대 별자리인 켄타우루스자리를 보여주고 있다. 켄타우루스자리 프록시마별의 위치가 붉은 색 원으로 표시되어 있다. 별지도상의대부분의별은맑고검은밤하늘에서라면모두맨눈으로볼수있는별들이다. 켄타우루스자리 프록시마별은 맨눈으로 보기에는 너무나 희미하지만 망원경의 도움을 받는다면 작은 망원경으로도 충분히 볼 수 있다. ( Credit:ESO/IAU and Sky & Telescope)

 

출처 : 유럽남부천문대(European Southern Observatory) Science Release  2022년 2월 10일자 

              

참고 : 프록시마d를 비롯한 다양한 외계행성에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
        https://big-crunch.tistory.com/12346973