행성은 드물다? 생각보다 우주에 더 많을 수도

미-영 연구진, JWST 관측 결과 분석···우리 인근 은하에 행성 구성 성분 생각보다 많아

우주에서 지구와 같은 행성이 생겨날 확률은 얼마나 될까? 가능성이 생각보다 크다는 연구 결과가 나왔다.

영국 에딘버러대학과 미국 NASA 연구진은 제임스웹우주망원경(JWST)의 관측 자료를 분석, 지구 인근 은하에 행성 구성 성분이 당초 예상보다 많이 있음을 발견했다.

이는 행성의 형성이 현재 생각보다 우주에서 더 자주 발생할 가능성이 있음을 보여준다. 이 연구는 24일(현지시간) 학술지 '네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)'에 실렸다.

제임스웹 우주망원경이 처음 공개한 용골자리 대성운의 모습 (자료=NASA)

연구진은 우리 은하계 인근 은하인 소마젤란성운(SMC, Small Magellanic Cloud) 안 NGC-346 영역에 대해 JWST가 관측해 보내온 결과를 분석했다. 이 영역은 항성이 활발하게 생성되지만, 수소나 헬륨보다 무거운 금속 성분 먼지는 매우 드물다. 실리콘이나 마그네슘, 알루미늄, 철 등 금속 성분 먼지는 서로 뭉쳐 조금씩 커져가며 행성을 형성하게 된다.

별은 활발하게 새로 만들어지지만 행성을 이룰 금속 성분은 부족한 이같은 상황은 약 110억-120억년 전, 우주 곳곳의 은하에서 항성이 많이 탄생하던 이른바 '우주의 정오' 시기의 조건과 비슷하다. 특히 NGC-346 영역은 다른 별 생성 지역보다 훨씬 커서 별들이 서로 상호작용하며 형태를 갖춰나가는 모습을 관찰하기 좋다는 장점이 있다.

연구진은 당초 태양과 같이 질량이 작은 항성을 연구하려 했다. NGC-346에서 질량이 작은 별의 탄생을 관찰하면 우리 태양계의 형성에 대한 이해를 높일 수 있다. 그러나 질량이 작은 별은 형성 과정에서 먼지를 많이 방출해 빛을 가리기 때문에 관측이 어렵다.

JWST는 기존 허블망원경과는 달리 적외선을 감지할 수 있기 때문에 먼지를 뚫고 별의 탄생 과정을 관측할 수 있다. 이렇게 관측한 우주 먼지에 대한 정보는 행성 형성에 대한 연구에도 활용할 수 있다.

제임스웹 우주망원경의 모습 (영상=NASA 고다드 우주비행센터)

우주 먼지에 금속 성분이 낮으면 별에서 나오는 빛에 의해 빠르게 사라지기 때문에, NGC-346 영역에서 행성이 만들어지기 어려울 것으로 생각됐다. 그러나 JWST 관측 자료를 분석한 결과, 행성을 형성할 수 있을 정도의 먼지가 존재하는 것으로 나타났다.

스테파니 밀람 NASA 고다드우주비행센터 연구원은 "행성이 일단 형성되기 시작한 후 행성으로 성장하는 과정은 잘 알려져 있으나, 애초에 행성이 만들어지는데 필요한 먼지의 양이 얼마인지는 알지 못 했다"라며 "이번 연구는 항성과 행성의 초기 형성을 관측할 수 있는 영역이 당초 생각했던 것보다 훨씬 넓을 수 있음을 보여준다"라고 말했다.

우주에 생각보다 행성이 많이 생길 수 있다고 해서 곧바로 생명체가 있는 다른 행성이 있을 가능성이 커지는 것은 아니라고 연구진은 '네이처'에 밝혔다. 연구진은 물과 이산화탄소 등의 존재 여부를 확인하기 위한 연구를 지속할 계획이다.