프록시마 센타우리 플레어, 생명 거주 가능성 위협

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지구에서 약 4.2광년 떨어진 프록시마 센타우리는 우리와 가장 가까운 별이다. 작은 M형 적색왜성이지만, 최근 ALMA(아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 전파망원경) 관측을 통해 이 별이 예상보다 훨씬 강력하고 빈번한 플레어를 일으킨다는 사실이 밝혀졌다.

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프록시마 센타우리는 지구형 외계 행성 프록시마 b를 거느리고 있다. 그러나 별에서 발생하는 강력한 플레어는 행성 대기에 심각한 영향을 줄 수 있어, 생명체 거주 가능성에 대한 우려를 낳고 있다.

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밀리미터파 관측으로 드러난 플레어의 빈번한 폭발

콜로라도 대학교 키아나 버튼과 존스 홉킨스 대학교 메러디스 맥그리거 연구팀은 ALMA를 이용해 프록시마 센타우리를 약 50시간 동안 관측했다. 이틀 남짓한 기간 동안 총 463회의 플레어가 기록됐으며, 각각의 플레어는 3초에서 16초 정도 지속되었고 에너지는 10²⁴~10²⁷ erg에 달했다. 특히 밀리미터파 대역에서는 플레어 발생 빈도가 높고, 고에너지 플레어도 빈번하게 관측됐다.

 

 

 

프록시마 센타우리에서 발생한 별 플레어에 대한 아티스트의 상상도. [자료=NSF/AUI, NSF NRAO, S. Dagnello]

 

 

프록시마 센타우리가 이렇게 격렬한 활동을 보이는 이유는 내부 구조에 있다. 태양은 대류층과 복사층이 분리되어 있지만, 적색왜성은 별 전체가 대류층으로 이루어져 있어 자기장이 쉽게 꼬이고 끊어지며 강력한 플레어를 일으킨다. 이로 인해 작은 크기에도 불구하고 매우 활발한 플레어 활동이 가능하다.

 

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밀리미터파 플레어는 가시광선에서 관측된 것보다 훨씬 빈번했다. 이는 가시광선 중심의 기존 관측만으로는 프록시마 센타우리의 플레어 활동성을 제대로 파악할 수 없다는 점을 보여준다. ALMA는 밀리미터파 플레어를 감지할 수 있는 유일한 장비로, 플레어가 방출하는 입자의 에너지 특성까지 분석할 수 있었다.

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플레어, 생명 거주 가능성에 미치는 영향

프록시마 b는 프록시마 센타우리로부터 매우 가까운 거리에 위치해 있어, 별의 플레어로 방출되는 강력한 방사선과 입자에 직접 노출될 위험이 크다. 태양 플레어가 지구에 오로라를 만드는 수준이라면, 프록시마 센타우리 플레어는 대기를 박탈하고 수분과 오존층 같은 생명 유지 요소를 빠르게 파괴할 수 있다.

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맥그리거는 "태양 플레어는 지구 대기에 큰 영향을 주지 않지만, 프록시마 센타우리 플레어는 훨씬 더 치명적이다"라며 "암석형 행성이 이런 환경에서 대기를 유지할 수 있을지 확신할 수 없다"고 말했다.

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프록시마 센타우리는 은하계에서 흔히 발견되는 적색왜성의 대표적인 사례다. 이 별의 극단적인 플레어 활동은 프록시마 b뿐만 아니라, 적색4왜성 주변을 도는 많은 외계 행성들도 생명체 존재에 불리한 환경에 처해 있을 수 있음을 시사한다.

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