트라피스트-1

TRAPPIST-1b는 적색왜성 TRAPPIST-1을 공전하는 행성계의 가장 안쪽에 위치한 지구형 행성이다. 이 행성은 모항성으로부터 약 0.0115 AU의 매우 가까운 거리에서 약 1.51일 주기로 공전하며, 이는 태양계의 수성보다 훨씬 짧은 궤도 주기에 해당한다.

이 행성의 질량은 지구의 약 1.017배, 반지름은 약 1.121배로 추정되어 지구와 유사한 크기와 질량을 가진 암석 행성으로 분류된다. 그러나 모항성에 매우 가까워 받는 복사속이 지구가 태양으로부터 받는 양의 약 3.88배에 달해 표면 온도가 매우 높을 것으로 예상된다. 초기 연구에서는 두꺼운 이산화탄소나 수증기 대기를 가질 가능성이 제기되었으나, 이후 제임스 웹 우주 망원경 등의 관측 데이터를 통해 상층 대기가 검출되지 않았다.

이러한 결과는 TRAPPIST-1b가 두꺼운 대기를 상실했거나 매우 얇은 대기만을 보유하고 있을 가능성을 시사한다. 따라서 극도로 높은 표면 온도와 대기의 부재 가능성으로 인해, 이 행성은 생명체 거주 가능 구역 바깥에 위치한 뜨거운 세계로 평가받고 있다.

TRAPPIST-1c는 모항성 트라피스트-1에서 두 번째로 가까운 외계 행성이다. 이 행성은 2016년 벨기에의 리에주 대학교에서 운영하는 TRAPPIST 망원경을 이용한 관측을 통해 처음 발견된 세 개의 행성 중 하나이다.

이 행성의 물리적 특성은 지구와 유사한 암석 행성으로 분류된다. 질량은 지구의 약 1.16배, 반지름은 지구의 약 1.095배로 추정되어, 행성계 내에서 가장 무거운 행성 후보이다. 모항성으로부터의 거리는 약 0.0158 AU로, 공전 주기는 약 2.42일에 불과하다.

초기 연구에서는 두꺼운 수증기 대기를 가질 가능성이 제기되었으나, 이후 제임스 웹 우주 망원경의 관측 데이터는 다른 결론을 시사한다. 행성의 표면 온도가 대기가 없을 경우 예측되는 모델과 유사하게 측정되어, TRAPPIST-1c가 대기를 거의 갖지 않거나 매우 얇은 대기만을 보유했을 가능성이 높아졌다. 이는 모항성의 강한 복사선과 항성풍에 의해 대기가 소실되었기 때문으로 추정된다.

TRAPPIST-1d는 물병자리 방향에 위치한 적색왜성 TRAPPIST-1을 공전하는 세 번째 행성이다. 이 행성은 모항성으로부터 약 0.0223 AU 떨어져 있으며, 약 4.05일 주기로 공전한다. 질량은 지구의 약 0.297배, 반지름은 지구의 약 0.784배로, TRAPPIST-1 행성계 내에서 가장 가벼운 행성으로 알려져 있다.

이 행성은 모항성의 골디락스 존 내부 가장자리에 위치하고 있어, 이론적으로 표면에 액체 상태의 물이 존재할 가능성이 있다. 그러나 질량과 크기가 작아 대기권을 오랫동안 유지하기 어려울 수 있으며, 모항성의 강한 항성 플레어와 자외선 복사로 인해 생명체 존재 환경이 열악할 가능성도 제기된다.

제임스 웹 우주 망원경을 포함한 후속 관측 결과, TRAPPIST-1d에는 수소가 풍부한 두꺼운 대기가 존재하지 않을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 이는 행성이 원시적인 가스층을 이미 잃었음을 시사한다. 일부 연구에서는 이 행성이 물을 상당량 함유한 바다 행성일 가능성을 제시하기도 하나, 현재까지는 대기의 존재 여부와 구체적인 조성에 대한 결론이 내려지지 않았다.

TRAPPIST-1e는 TRAPPIST-1 항성계에서 네 번째로 발견된 지구형 행성이다. 모항성으로부터 약 0.0293 AU 떨어져 약 6.1일 주기로 공전하며, 이는 골디락스 존 내에 위치함을 의미한다. 이 행성의 반지름은 지구의 약 91%, 질량은 약 77%로, 크기와 밀도가 지구와 매우 유사하여 이 행성계 내에서 가장 지구와 가까운 특성을 보이는 천체로 평가받는다.

제임스 웹 우주 망원경을 포함한 관측 결과, TRAPPIST-1e는 수소가 풍부한 1차 대기나 금성과 같은 짙은 이산화탄소 대기를 갖지 않을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 대신 질소와 메탄으로 구성된 대기를 가질 수 있다는 희미한 신호가 포착되어, 타이탄과 유사하지만 더 따뜻한 환경일 가능성에 대한 논의가 이루어지고 있다. 이러한 대기 조성은 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 조건을 만들기에 충분할 수 있다.

이 행성은 모항성에 대해 조석 고정된 상태일 가능성이 높아, 항성을 향한 낮 면은 영구적으로 밝고 반대쪽 밤 면은 영구적으로 어두울 것으로 예상된다. 생명체 거주 가능성 평가에서 TRAPPIST-1e는 높은 점수를 받았으나, 최종 판단을 위해서는 대기의 존재 유무와 정확한 조성에 대한 추가 관측이 필요하다. 이를 위해 제임스 웹 우주 망원경을 이용한 후속 관측이 현재 진행 중이다.

TRAPPIST-1f는 TRAPPIST-1 항성을 도는 다섯 번째 외계 행성이다. 이 행성은 항성으로부터 약 0.0385 AU 거리에서 약 9.21일 주기로 공전하며, 항성계의 골디락스 존 안쪽 경계 부근에 위치한다. 질량은 지구의 약 0.93배, 반지름은 지구의 약 1.05배로 지구와 매우 유사한 크기의 지구형 행성으로 분류된다.

TRAPPIST-1f는 생명체 거주 가능성 연구에서 주목받는 행성 중 하나이다. 제임스 웹 우주 망원경을 포함한 관측 결과, 이 행성은 수소가 지배적인 원시 대기를 가지고 있지 않을 가능성이 높은 것으로 나타났다. 초기 분석에 따르면, 두꺼운 수증기 대기를 가진 바다 행성이거나, 질소와 메탄이 풍부한 대기를 가진 세계일 가능성이 제기되기도 했다. 그러나 최근 관측 데이터는 대기가 매우 얇거나 존재하지 않을 수도 있음을 시사하며, 정확한 대기 조성을 규명하기 위한 추가 관측이 진행 중이다.

TRAPPIST-1g는 적색왜성 TRAPPIST-1을 공전하는 일곱 개의 외계 행성 중 여섯 번째 행성이다. 이 행성은 모항성의 생명체 거주 가능 영역(골디락스 존) 안쪽 경계 부근에서 공전하며, 행성계에서 이 영역에 속하는 마지막 행성이다. 발견 당시의 관측 데이터에 따르면, TRAPPIST-1g는 지구와 매우 유사한 크기와 질량을 가진 지구형 행성으로 추정되었다.

이 행성의 물리적 특성에 대한 초기 연구는 흥미로운 가능성을 제시했다. 모항성으로부터 받는 복사 에너지가 상대적으로 낮음에도 불구하고, 관측된 밀도가 예상보다 낮게 나온 점은 두 가지 주요 가설을 낳았다. 첫 번째는 행성 표면을 두꺼운 얼음 층이나 바다가 덮고 있을 가능성이며, 두 번째는 수소나 헬륨이 아닌 다른 물질로 구성된 두꺼운 대기권이 존재할 가능성이다. 이러한 특성은 TRAPPIST-1g가 바다 행성이나 두꺼운 대기를 지닌 세계일 수 있음을 시사했다.

그러나 제임스 웹 우주 망원경을 통한 후속 관측은 이러한 초기 추측에 제한을 두었다. 행성의 상층 대기에 대한 분광 분석에서 뚜렷한 대기 성분이 검출되지 않았으며, 이는 TRAPPIST-1g가 목성이나 해왕성과 같은 가스 행성이 아니라는 점을 확인시켜 주었다. 현재까지의 데이터로는 이 행성이 얇은 대기를 가지고 있는지, 아니면 대기가 거의 없는 세계인지에 대한 결론을 내리기에는 정보가 부족하다. TRAPPIST-1g의 정체를 규명하기 위해서는 추가적인 고정밀 관측이 필요하다.

TRAPPIST-1h는 TRAPPIST-1 항성계에서 발견된 일곱 개의 지구형 행성 중 가장 바깥쪽을 공전하는 행성이다. 2017년 스피처 우주 망원경을 이용한 추가 관측을 통해 처음 확인되었으며, 발견 순서에 따라 'h'라는 명칭이 부여되었다. 이 행성은 모항성으로부터 약 0.0619 천문 단위(AU) 떨어져 있으며, 약 18.77일의 주기로 공전한다. 이는 항성계 내 다른 행성들에 비해 가장 긴 공전 주기이다.

물리적 특성 측면에서 TRAPPIST-1h의 질량은 지구의 약 0.331배, 반지름은 약 0.773배로 추정되어 비교적 작고 가벼운 행성에 속한다. 모항성으로부터 받는 복사속은 지구가 태양으로부터 받는 양의 약 13.5%에 불과해 매우 차가운 환경일 것으로 예상된다. 이러한 낮은 에너지 수준과 위치로 미루어 보아, 이 행성은 표면이 두꺼운 얼음층으로 덮인 얼음 행성일 가능성이 높은 것으로 여겨진다.

제임스 웹 우주 망원경을 통한 초기 관측 결과, TRAPPIST-1h의 상층 대기권에서 뚜렷한 가스층이 검출되지 않았다. 이는 행성이 목성이나 해왕성과 같은 가스형 행성이 아니라, TRAPPIST-1g와 마찬가지로 고체 표면을 가진 암석 행성일 가능성을 뒷받침한다. 모항성의 생명체 거주 가능 영역 바깥에 위치하고 있어 표면에 액체 물이 존재하기는 어려울 것으로 보이지만, 유로파와 유사하게 얼음 아래 액체 상태의 지하해가 존재할 가능성은 완전히 배제되지 않는다.