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태양계에서 가장 가까운 항성계인 알파 센타우리는 제임스 카메론 감독의 2009년작 에스에프(SF) 영화 ‘아바타’와 2015년 SF문학계의 최고상인 휴고상을 받은 류츠신의 소설 ‘삼체’의 무대로 잘 알려져 있다. 영화나 소설에선 이 별을 공전하는 행성 또는 위성에 외계문명이 번성해 있는 것으로 묘사돼 있다.
알파 센타우리는 태양과 크기와 질량이 비슷한 2개의 별(알파 센타우리 A와 B)과 희미한 적색 왜성(프록시마 센타우리)으로 이뤄진 삼중성계다. 프록시마 센타우리는 주택신용보증 지구에서 4.24광년, 동반별인 알파 센타우리 A와 B는 4.37광년 거리에 있다. 남반구 하늘에서만 보이는 이 삼중성계 별은 시리우스, 카노푸스에 이어 밤하늘에서 세번째로 밝다.
영화 아바타는 알파 센타우리 A를 공전하는 목성 크기의 거대 가스행성 폴리페무스의 여러 위성 중 하나인 판도라에서 자연 중심으로 살아가는 나비족이라는 원주민 심리적성검사 문명을 그려냈다. 영화에선 판도라의 하늘에 거대한 폴리페무스가 나타나는 장면이 자주 등장한다. 영화의 상상력에 날개를 달아주는 알파 센타우리 A 관측 결과가 나왔다.
미국항공우주국(나사) 과학자들이 주축이 된 국제 공동연구진이 제임스웹우주망원경(JWST)으로 알파 센타우리 A를 공전하는 거대 가스행성 후보 천체를 발견해 국제학술지 ‘천체물 전문직 리학저널 레터스’(The Astrophysical Journal Letters)에 2편의 논문으로 발표했다.
프록시마 센타우리에서는 지금까지 3개의 행성이 발견됐지만 알파 센타우리 쌍성에서 행성을 발견한 건 처음이다. 두 별이 매우 밝고 서로 가까이 있어, 행성을 분별하기가 어려웠기 때문이다. 알파 센타우리 A는 이 삼중성계에서 가장 밝은 든든학자금대출 자격 별이다.
관측 결과 이 천체는 태양~지구의 약 2배에 해당하는 거리에서 알파 센타우리 A를 1.5~2.5년을 주기로 타원형 궤도로 공전하며, 질량은 토성과 비슷한 것으로 추정됐다.



각기 다른 3개의 망원경으로 본 알파 센타우리 삼중성계. 맨 왼쪽 지상 망 sc저축은행직장인대출 원경(DSS) 사진에선 3개의 별이 모두 하나의 광원으로 합쳐 보인다. 가운데 허블우주망원경 사진에선 알파 센타우리 A와 B가 분리돼 보이고, 맨 오른쪽 제임스웹우주망원경 사진에선 별빛을 차단해 행성의 모습이 드러났다. 나사 제트추진연구소 제공


가스행성에 물 풍부한 위성 있을 수도
논문 공동 제1저자인 나사 제트추진연구소의 찰스 바이크먼 연구원은 “이 행성계는 우리와 매우 가깝기 때문에 이곳의 행성은 외계행성에 대한 데이터를 수집할 수 있는 최고의 기회가 될 수 있지만, 두 별이 워낙 밝은데다 서로 가깝고 하늘을 빠르게 이동하기 때문에 세계에서 가장 강력한 제임스웹우주망원경으로도 관측하기가 매우 어려웠다”고 말했다. 두 별 사이의 거리는 태양~토성 거리와 비슷하거나 좀 더 멀다.
이번 발견이 최종적으로 확인된다면 이 행성은 태양과 비슷한 별의 생명체 거주 가능 구역(골디락스 존)에 있는 행성 중 지구와 가장 가까운 외계행성이 된다. 생명체 거주 가능 구역이란 생명체가 살아가는 데 바탕이 되는 물이 액체 상태로 있을 정도의 적당한 거리를 뜻한다.
연구진은 그러나 이 행성은 거대한 가스행성이기 때문에 우리가 아는 유형의 생명체가 존재할 가능성은 낮다고 밝혔다. 노스웨스턴대 제이슨 왕 교수는 과학전문지 사이언티픽아메리칸에 “거대 가스행성은 지구형 암석 행성들을 거주 가능 영역 밖으로 밀어냈을 것이지만 어쩌면 이 가스행성에는 위성이 있을 수도 있다”며 “그렇다면 그 중 일부는 이론상 액체 상태의 물을 유지할 만큼 따뜻할 수 있다”고 말했다.



지상에서 본 알파 센타우리 삼중성계. 두 개의 밝은 별은 알파 센타우리 A와 B, 아래쪽 빨간색 원에 있는 희미한 별은 프록시마 센타우리. 위키미디어 코먼스


별보다 1만배 더 어두운 천체 찾아내
대부분의 외계행성은 행성이 별 앞을 지나갈 때 별빛이 얼마나 어두워지는지 등의 간접적인 방법을 이용해 발견한다. 그러나 알파 센타우리는 다른 별에 비해 지구와 매우 가깝기 때문에 강력한 해상도를 갖춘 제임스웹으로 직접관측이 가능했다. 연구진은 대신 중적외선관측기기(MIRI)에 별빛을 가리는 코로나그래프 마스크를 씌워 눈부심 현상을 최대한 걸러냈다. 그렇게 해서 2024년 8월 이후 여러 차례 관측을 통해 알파 센타우리 A 인근에서 별보다 1만배 이상 어두운 천체를 찾아냈다.
논문의 또 다른 공동 제1저자인 캘리포니아공대의 아니케트 상히 박사과정 연구원은 “이 천체는 우리 태양계의 거대 행성들과 온도와 나이가 가장 비슷하다”며 “두 개의 가까운 별 사이에 이 행성이 존재한다는 사실 자체가 혼돈스런 환경에서 행성이 어떻게 형성되고, 생존하고, 진화하는지에 대한 이해를 넓힐 것”이라고 말했다. 연구진은 공전 주기로 보아 2026년 8월에 다시 한 번 좋은 관측 기회가 올 것으로 기대했다.
*논문 정보
Worlds Next Door: A Candidate Giant Planet Imaged in the Habitable Zone of Cen A. II. Binary Star Modeling, Planet and Exozodi Search, and Sensitivity Analysis.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.03812
Worlds Next Door: A Candidate Giant Planet Imaged in the Habitable Zone of Cen A. I. Observations, Orbital and Physical Properties, and Exozodi Upper Limits.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.03814
곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr