LHS 1140 b, 대기가 확인되다…‘지구와 닮은 외계행성’이 인류의 게임체인저가 된 이유

천문학자들이 LHS 1140 b에 대기가 존재한다는 사실, 특히 헬륨이 지배적인 대기를 확인했다. 이는 항성의 거주 가능 영역에 있는 최초의 암석형, 지구 유사 외계행성에서 대기가 명확히 탐지된 사례다 . 이 연구 결과는 2026년 7월 16일 사이언스(Science) 저널에 게재됐으며, 콜린 체루빔(하버드대 박사 '26) 연구팀이 주도하고 공동 발견자인 제이슨 디트만(플로리다 대학)이 참여했다 .

LHS 1140 b에 대해 확인된 사실

칠레 마젤란 클레이 망원경을 사용해 연구팀은 행성에서 헬륨이 빠져나가는 것을 포착했다 . LHS 1140 b는 나이가 많아 원시 헬륨을 이미 오래전에 모두 잃었어야 하는데도 헬륨 신호가 계속 감지된다는 것은, 행성이 맨바위가 아니라 안정적이고 지속적인 대기를 유지하고 있다는 강력한 간접 증거다 .

LHS 1140 b는 지구에서 약 48광년 떨어진 고래자리 방향에 있다 . 지구 질량의 약 5.6배, 반지름은 약 70% 더 큰 슈퍼지구로, 24.7일마다 적색왜성을 공전한다 . 이 행성은 액체 물이 표면에 존재할 수 있는 온도인 거주 가능 영역(Goldilocks Zone)에 정확히 자리 잡고 있다 .

2023년 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 초기 관측은 LHS 1140 b가 얼음이나 물로 뒤덮인 슈퍼지구일 가능성, 즉 하나의 거대한 바다가 얼음에 둘러싸인 '눈알 행성(eyeball planet)'일 가능성을 시사한 바 있다 . 이번 대기 검출은 퍼즐의 중요한 조각을 새로 채워 넣었다.

이 발견이 중요한 이유

최초의 발견

천문학자들은 지금까지 많은 가스 행성에서 대기를 검출했지만, 온대 암석형 외계행성 중 거주 가능 영역에서 대기가 확인된 것은 이번이 처음이다 . 연구 공동 저자 데이비드 샤보노는 "사람들은 일반적으로 '우리는 우주에 혼자인가?', '지구나 태양계 너머에 생명체가 있는가?' 같은 큰 질문에 관심을 갖습니다. 이런 점에서 이 연구는 거주 가능 영역에 있는 암석 행성에서 발견된 최초의 대기를 보여줍니다"라고 말했다 .

생명체 탐색을 향한 발판

이 행성은 암석형이고 온도가 적정하며 대기까지 확인됐다. 과학자들이 생명체 유지에 필수적이라고 보는 세 가지 조건이 모두 갖춰진 것이다. 샤보노 연구원은 "생명체에 필수적이라고 생각되는 모든 요소가 존재합니다"라고 강조했다 .

대기 진화의 창

헬륨 검출은 더 깊은 이야기를 들려준다. 행성의 대기가 여전히 헬륨을 잃어가고 있다는 사실은, 가스가 행성 내부에서 계속 공급되고 있음을 의미한다. 이는 LHS 1140 b의 대기가 두껍고 지속적이며 활발하게 순환하고 있음을 보여주는 간접 증거로, 죽은 세계에 남은 얇은 잔재가 아니라는 뜻이다 .

외계행성 과학의 오랜 목표

이런 행성은 수십 년간 외계행성 연구의 성배와도 같은 존재였다. 스페이스 닷컴은 "이것이 생명체를 부양할 수 있는 행성을 찾는 데 가장 가까이 다가선 사례일지도 모른다"고 보도했다 . 이 발견은 '그런 행성이 존재할 수 있을까?'라는 질문에서 '우리는 하나를 찾았다. 이제 무엇을 배울 수 있을까?'로 논의를 전환시켰다.

다음 단계: JWST 후속 관측

LHS 1140 b는 이미 제임스 웹 우주망원경의 '록키 월드즈 디렉터 재량 시간 프로그램' 대상으로 선정됐다 . 향후 4~5년간의 관측을 통해 수증기, 이산화탄소 등 안정적인 생명체 지지 대기를 확인할 수 있는 분자를 찾을 예정이다 . 만약 물의 얼음이나 액체 상태의 물이 검출된다면, LHS 1140 b는 지구 너머에서 가장 강력한 거주 가능 행성 후보가 될 것이다. 뉴욕타임스는 "현재 단계에서 이 행성에 생명체가 있다는 증거는 없다"며 주저자 체루빔의 말을 인용했다. "하지만 우리는 모든 중요하고 근본적인 구성 요소가 존재한다고 믿습니다" .

주의할 점

천문학자들은 이 발견을 과장하지 않으려 주의하고 있다. 지금까지 확인된 대기는 지구처럼 산소나 질소가 아닌 헬륨이 지배적이다. 헬륨이 지배적인 대기는 우리가 아는 생명체에게 적합하지 않을 수 있지만, 그 아래에 바다가 존재하는 것을 막지는 않는다. 아직 생명체의 증거는 없으며, 행성이 실제로 거주 가능한지 확인하려면 수년간의 JWST 관측이 필요할 수 있다 .

왜 중요한가

LHS 1140 b는 전환점을 의미한다. 인류는 다른 별의 거주 가능 영역에 있는 암석형 온대 행성에서 대기의 직접적인 증거를 처음으로 확보했다. 지금까지 작은 외계행성에서 대기가 검출된 사례는 모호하거나 논쟁의 대상이었다. 하지만 이번 발견은 명확하다. 하나의 잠재적 생명체 행성이 존재한다면, 무수히 많은 다른 행성들도 존재할 수 있다는 뜻이며, 이는 우주에서 외계 생명체가 존재할 확률을 극적으로 높여준다 .