TRAPPIST-1
[clearfix]
1. 개요
TRAPPIST-1(트라피스트-1)은 태양에서 약 40광년 떨어져 있는 등급 M8V의 초저온 적색왜성이다.
물병자리에 위치해 있으며, M8V면 M9V와 함께 등급 분류의 마지막을 장식하기에 우주 전체에서 가장 작은 항성 중 하나이다. 헌데 이 정도로 작은 항성 치고는 보기 드물게 행성이 공전하고 있다. 태양계를 제외하면 가장 많은 축에 속하는, '''무려 일곱 개나'''.[3]
2. 발견
1999년 당시 2MASS 프로젝트 도중 처음으로 발견되어, 일련번호 2MASS J23062928-0502285[4]를 지정받았다. 그 후 리에주 시립대학교에서 운영하는 천체망원경 TRAPPIST 중 남쪽에 위치한 TRAPPIST-South가 망원경 설치 이후 첫 번째로 행성계를 발견하게 된다.
이를 기념하기 위해 TRAPPIST-1이라는 또 다른 일련번호를 지정받게 된 후, 현재는 그냥 기억하기 쉬운 이 이름으로만 불리는 추세이다. 처음에는 어린 갈색왜성으로 알려졌었으나, 리튬이 존재하지 않는 것이 확인된 후에 적색왜성으로 확정되었다.
3. 특성
태양과 비교해봤을 때 밝기는 0.05%, 질량은 8.9%, 그리고 반지름은 11%이다. 목성보다 조금 더 크지만, 질량은 그 84배 정도이다. 이 정도로 작은 항성은 적색왜성 중에서도 보기 힘들다. 조금만 더 가벼웠으면 적색왜성이 아니라 갈색왜성이 되었을 것이다. 약 76억 년이라는 상당히 긴 세월을 살아왔고, 적색왜성 사이에서도 꼬꼬마인 초저온 적색왜성 특유의 낮은 광도를 봤을 때 '''약 12조년'''은 더 살아서 빛을 낼 것으로 추정하고 있다.
겉보기 등급이 18.80이라, 육안으로는 물론 가정용 망원경으로도 절대 관측이 불가능하다. 40광년밖에 안 떨어져있음에도 불구하고, 우주 망원경들조차 겨우 보이는 수준.
4. 외계 행성
2015년, 이 조그마한 적색왜성에서 외계 행성이 세 개나 발견되었다. 여기까지는 그저 흥미로운 발견이라 할 수 있는데, 2017년 스피처 우주 망원경을 이용한 후속 관측으로 행성 네 개를 추가로 발견, '''적색왜성에서 역대 최다인 일곱 개'''의 외계 행성을 가진 행성계로 밝혀지면서 급속도로 엄청난 관심을 받기 시작하였다. 각각의 행성은 발견 순서에 따라 b, c, d, e, f, g, h로 명명되었다. 모든 행성이 지구형 행성이며, 모든 행성에 물이 존재할 수 있고, 그 중 d, e, f, g는 모항성의 골디락스 존 안에서 공전하는 점까지 추가되어, 외계 행성 분야의 떠오르는 다크 호스가 되었다.
행성들 공전주기가 1.5일에서 18.7일까지 상당히 짧다. 특기할 만한 점으로는 일곱 행성이 각각 24:15:9:6:4:3:2의 정수비로 궤도 공명을 한다는 점이 있다. 이 때문에 태양계보다 목성과 그 위성 간의 시스템과 좀 더 유사한 면을 보인다. 어떻게 보면 목성의 위성들보다 더 조밀하다고 볼 수 있는데, 목성의 대형 위성 중 상대적으로 먼 칼리스토는 다른 세 위성과 궤도 공명 비율에서 벗어나 있기 때문이다.
모항성과 거리가 너무 가까워서 일곱 행성 모두 조석 고정되어 있다. 거리에 비해 행성 크기가 상대적으로 큰 탓에 한 행성에서 다른 행성을 육안으로 관찰할 수 있다. 이 유튜브 360도 영상에서 다른 행성들이 얼마나 잘 보이는지 확인할 수 있다. 이 정도로 가까운 거리 때문에, 전술했던 정밀한 궤도 공명이 아니면 행성계 유지 자체가 불가능하다고 한다.
이 외에 어느 정도 확정된 점으로는,
그 외 자세한 정보는 여기를 참고.
2018년 NASA에서는 TRAPPIST-1이 태양계 이외의 행성계 중에서는 가장 자료가 잘 알려진 행성계라고 말할 정도로 연구가 진척되었다. #
4.1. TRAPPIST-1b
모항성에서 첫 번째로 가까운 금성형 행성이다. 낮은 밀도와 분광 분석 결과를 토대로 봤을 때 천하의 금성보다도 두꺼운 대기를 가지고 있는 것으로 추정된다.
분광 분석 결과 b의 대기 구성은 두 가지 가능성이 있다고 한다. 첫 번째 가능성은 이산화탄소 대기이며, 지구의 다섯 배나 되는 약 52km 정도 높이를 가지고, 평균 표면 온도는 1400K를 넘어갈 것이라 한다. 두 번째 가능성은 수증기 대기이며, 지구의 10배 이상인 100km 이상의 높이와 함께 평균 표면 온도는 1800K를 넘어설 것이라 한다. 어느 쪽이든 지구형 생물체가 살만한 곳은 절대 아니다.
최근 연구결과에 따르면 행성이 너무 뜨거워서 금성에도 있는 황산 구름조차 형성이 불가능하다고 한다.
4.2. TRAPPIST-1c
모항성에서 두 번째로 가까운 금성형 행성이다. 행성계 내에서 가장 무거운 행성으로 추정된다.
c는 b와 비슷하게 수증기 대기를 가지고 있는 것으로 추정된다. b보다는 덜하지만, c도 무시 못할 두꺼운 대기를 가지고 있는 듯하다.
4.3. TRAPPIST-1d
모항성에서 세 번째로 가까운 행성이다. 골디락스 존 안에 존재하는 첫 번째 행성으로, e 행성 다음으로 가능성이 많다고 여겨지고 있다. 행성계 내에서 가장 가벼운 행성으로 추정되며, 바다 행성일 가능성이 있다.
다만 모항성의 플레어 때문에 생명체가 살기 어려울 것이라는 연구 결과 또한 있어 최근에는 생명체가 살기 부적합한 행성으로 대중들에게 알려져있다.
4.4. TRAPPIST-1e
모항성에서 네 번째로 가까운 행성이다. 골디락스 존 안에 존재하는 두 번째 행성이다.
대부분의 학자들이 TRAPPIST-1 행성계에서 가장 지구와 비슷할만한 행성으로 간주하고 있다. 행성 초기 생성 시 물의 양 등 조건이 적당하였다면, 적절한 대기와 기온, 무엇보다 액체 상태의 물이 있는, 상당히 살 만한 행성일 것이라 기대하고 있다. 이 때문인지, 제임스 웹 우주 망원경의 최우선 관측 목표 중 하나이기도 하다.다만 위의 d의 경우처럼 플레어로 인해 대기가 날아갔을 가능성도 높아 아직 생명체가 살기 적합한 행성으로 판단하긴 이르다.
4.5. TRAPPIST-1f
모항성에서 다섯 번째로 가까운 행성이다. 골디락스 존 안에 존재하는 세 번째 행성이다. 그리고 지구와 크기가 거의 같다. TRAPPIST-1 행성계에서 현재까진 생명체가 살가능성이 가장 높다.
4.6. TRAPPIST-1g
모항성에서 여섯 번째로 가까운 행성이다. 골디락스 존 안에 존재하는 마지막 행성이다.
상술한 허블 우주 망원경을 통한 대기 구성 관측에서 결과가 불확실하게 나왔다. 대기의 구성이 알려지지 않은 상황. 크기와 위치에 비해서 복사속이 현저하게 낮은데, 이 때문에 행성 표면을 덮는 바다 또는 얼음이 있거나, 두꺼운 대기가 있을 거라는 추측이 있다.
4.7. TRAPPIST-1h
모항성에서 가장 먼 거리에서 공전하는 행성이다. 얼음 행성으로 추정된다.
5. 생명체 존재 가능성
결론부터 말하자면, 글리제 581처럼 아직 자료가 부족하여 있다, 없다를 단언할 수 없다.
일단 모항성이 적색왜성이라는 점 하나만으로 생명체의 가능성이 큰 폭으로 감소한다. 적색왜성을 공전하는 행성은 공전 거리 때문에 직접적으로 받는 복사선의 양이 지구보다 훨씬 많다. 특히 플레어가 한 번 터질 경우 지구가 받는 영향의 최소 10배, 최대 10000배에 달하는 영향을 받을 수 있다. 오존층이나 행성 자기장 등이 없으면 생명체나 대기권 유지에 치명적이다. 게다가 모항성과의 거리가 가까워 모든 행성이 조석 고정된 상태이므로, 이 또한 바다나 대기를 통한 열의 순환이 적다면 태양을 바라보는 쪽은 끓어오르고 반대쪽은 얼어붙는 환경이 조성될 것이다. 설령 에너지 순환이 된다 하더라도, 에너지 순환이 기온을 평균적으로 유지시킬 정도로 강력하지 않은 이상 온도가 적당할 행성의 '석양 지대'에서만 생명체가 존재할 수 있을 것이다.
그나마 다행인 점은, TRAPPIST-1은 일반적인 적색왜성에서 기대되는 복사선의 양의 30분의 1밖에 안 되는 적은 활동을 보인다는 점이다. 행성 자기장이 충분할 경우 생명체의 존재를 기대해볼 수 있다.
상술하였듯이, 일곱 행성 중 d, e, f, g 행성은 골디락스 존에 존재하며, 물이 있을 경우 액체 상태로 존재할 것이고 대기권도 존재할 것으로 추정되고 있다. 물론 아무리 지구와 유사하다고 추정된다고 해도 적외선의 양과 조석 고정 때문에 이것을 100% 상쇄하지 못하는 이상 지구 생명체와 유사하리라고는 섣불리 단정하긴 어렵다.
h 행성도 무시할 수는 없는데, 유로파와 비슷한 환경을 가진 얼음 행성으로 추정하기에 얼음으로 이루어진 표면 아래에 바다가 있다면 생명체 존재 가능성을 배제할 수 없다.
2016년 SETI 연구소에서 민간 천문 관측소인 앨런 망원경 집합체로 TRAPPIST-1 근처에서 나오는 라디오 채널 100억개를 샅샅이 뒤져봤지만, 특기할만한 신호는 잡히지 않았다고 발표하였다. 2017년에는 더욱 정밀한 그린 뱅크 망원경으로도 비슷한 작업을 진행하였으나, 역시 신호는 잡히지 않았다. 일단 고등 지적 생명체는 없거나, 있다 하더라도 기술 수준이 인류 문명과는 다른 듯 하다.
여담으로, TRAPPIST-1은 지구에서 볼 때 거의 황도 근처에 있기 때문에, 한 행성에 사는 외계인 천문학자가 태양을 관측한다면 식 현상을 이용해 지구를 찾아낼 수 있을 것이다.
d, e, f, g 행성의 지구 유사 지수는 각각 0.91, 0.95, 0.70, 0.59이다.
6. 각종 미디어에서의 모습
- 스텔라리스에서 코드로 직접 짜여있는 특별한 성계로 나온다. 개척 가능한 행성만 세 개인 혜자 성계. 현실의 e, f, g 행성이 각각 14 크기 사막형, 16 크기 대륙형, 18 크기 동토형 행성으로 구현되었다. 3개 대분류별로 하나씩 나오기에 극초반에 발견해도 바로 써먹을 수 있다는 것도 장점.
- 엘리트: 데인저러스에 쓰인 알고리즘 중에 '스텔라 포지'가 있는데, 우주 공간에 무작위로 항성과 행성계를 뿌리는 알고리즘이다. 이 알고리즘이 태양계에서 39광년 떨어진 아주 비슷한 위치에, 행성 일곱 개를 보유하고 있는 갈색왜성 행성계를 이미 생성했었다. 갈색왜성과 초저온 적색왜성은 종이 한 장 차이로 운명이 갈린 별이기에, 사실상 알고리즘이 예언을 한 수준. 개발진은 TRAPPIST-1 일곱 행성 전부의 발견 후 해당 갈색왜성계를 적색왜성계로 바꾸고, 행성들도 약간 수정하여 결국 TRAPPIST-1이라는 이름을 붙였다. #
- TerraGenesis에서 유료 DLC의 느낌으로 출현한다. 일곱 행성 모두 등장하며, 특정 행성부터 순서대로 테라포밍할 수 있다.