적색왜성계의 생명체 거주가능성

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 적색 왜성의 특징
- 2.1. 물리적 특징
3. 적색 왜성계의 거주 가능성
4. 적색 왜성계 행성 탐사
- 4.1. 한국의 연구 참여
5. 대중문화 속 적색 왜성
- 5.1. 예시
참조

1. 개요

적색 왜성계의 생명체 거주 가능성은 적색 왜성 주위에 생명체가 존재할 수 있는지에 대한 연구를 다룬다. 적색 왜성은 작고 어두우며, 흔하게 발견되는 별의 유형으로, 주변 행성이 생명체 거주 가능 구역에 위치하려면 항성에 매우 가까워야 한다. 이러한 가까운 거리는 조석 고정을 유발하여 한쪽 면은 영원히 항성을 향하고 다른 쪽 면은 어둠에 잠기게 한다. 과거에는 이러한 환경이 생명체에 부적합하다고 여겨졌지만, 최근 연구를 통해 부정적인 측면과 긍정적인 측면이 모두 제시되고 있다. 적색 왜성은 변광 활동이 활발하고, 플레어는 행성 대기를 유실시킬 수 있지만, 수천억 년 이상 생존 가능하며, 메탄 기반 생명체가 존재할 가능성도 있다. 적색 왜성계 행성 탐사는 트랜짓법, 시선 속도법 등을 통해 진행되며, 대중문화에서도 다양한 작품의 소재로 활용되고 있다.

더 읽어볼만한 페이지

행성 거주가능성 - 목성 얼음 위성 탐사선
목성 얼음 위성 탐사선(Juice)은 유럽 우주국(ESA)의 목성 탐사선으로, 목성과 위성들의 대기, 표면, 내부 구조, 자기장을 탐사하며, 특히 가니메데의 해양층과 자기장 상호 작용을 상세히 조사하고, 유로파에서 생명체 관련 화학 물질과 얼음 지각 두께를 측정할 예정이다.
행성 거주가능성 - 생명체 거주가능 영역
생명체 거주가능 영역은 별 주위에 액체 상태의 물이 존재 가능한 온도를 가진 구역으로, 외계 생명체 탐색 연구에서 중요한 개념이다.
적색왜성 - 카노푸스
카노푸스는 용골자리에 있는 밤하늘에서 두 번째로 밝은 별로, 태양보다 1만 배 이상 밝은 F형 초거성이며, 고대부터 항해와 우주 탐사에 활용되어 온 중요한 천체이다.
적색왜성 - 황새치자리 AB
황새치자리 AB는 두 개의 쌍성계가 상호작용하며 공전하는 사중성계로, 주성 A는 강력한 자기장과 흑점 활동을 보이며, B와 C, 그리고 B는 Ba와 Bb로 나뉘는 반성을 가지고 황새치자리 AB 이동성군에 속한다.
외계 행성 - 슈퍼해왕성
슈퍼해왕성은 해왕성보다 크고 지구 질량의 20~80배 범위에 속하며, 가스 행성으로 분류되지 않는 행성을 의미하며, 케플러-101B, HAT-P-11B, K2-33B 등이 대표적이다.
외계 행성 - 메가지구
메가 지구는 지구 질량의 수 배에 달하는 외계 행성을 지칭하며, 다양한 특성을 보이는 여러 행성들이 메가 지구로 분류된다.

적색왜성계의 생명체 거주가능성

2. 적색 왜성의 특징

적색왜성은 모든 항성 중에서 가장 작고 차가우며, 가장 흔한 유형의 항성이다. 나선 은하에서는 전체 별의 70%에서 타원 은하에서는 90% 이상을 차지하며,^[13]^[14] 우리 은하(1990년대부터 전파 망원경 관측을 통해 막대 나선 은하로 알려짐)와 같은 막대 나선 은하에서는 72~76%를 차지하는 것으로 추정된다.^[15]

적색왜성은 일반적으로 분광형 M형으로 정의되지만, 일부 정의에서는 더 넓은 범위(일부 또는 모든 K형 별 포함)를 포함하기도 한다. 낮은 에너지 출력으로 인해 지구에서 맨눈으로 보이는 적색왜성은 거의 없다. 태양에 가장 가까운 적색왜성인 프록시마 센타우리는 육안 등급에 전혀 미치지 못하며, 지구 밤하늘에서 가장 밝은 적색왜성인 라카유 8760(+6.7)도 이상적인 관측 조건에서만 맨눈으로 볼 수 있다.

적색왜성은 질량이 작아(약 0.08에서 0.60 태양 질량) 핵융합 반응이 매우 느리게 일어난다. 이로 인해 광도가 낮다.^[20] 결과적으로, 적색왜성을 공전하는 행성이 지구와 비슷한 표면 온도를 유지하려면, 반장축이 매우 작아야 한다. 예를 들어, 라카유 8760과 같이 비교적 밝은 적색왜성의 경우 0.268 천문 단위(AU)에서 프록시마 센타우리와 같은 작은 별의 경우 0.032 AU 정도이다.^[21] 이러한 환경에서 행성의 1년은 3일에서 150일 정도 지속된다.^[22]^[23]

적색왜성은 확장된 주계열 이전 단계를 가지는데, 이 단계에서는 물이 액체가 아닌 기체 상태로 약 10억 년 동안 지속된다. 따라서 형성 과정에서 풍부한 표면수를 가진 행성은 수억 년 동안 폭주 온실 효과를 겪게 된다. 이 시기 동안 수증기의 광분해는 수소의 우주 탈출을 유발하고, 많은 양의 물을 잃게 만들어 두꺼운 비생물적 산소 대기를 남길 수 있다.^[28]

컴퓨터 시뮬레이션에 따르면, 적색왜성은 수소 공급을 소진한 후 청색 왜성이 된다. 청색 왜성은 이전의 적색왜성보다 더 밝기 때문에, 이전 단계에서 얼어붙었던 행성은 이 진화 단계가 지속되는 수십억 년 동안(예: 0.16Solar mass 별의 경우 50억 년) 녹을 수 있어 생명이 나타나고 진화할 기회를 제공한다.^[29]

2. 1. 물리적 특징

적색왜성은 모든 항성 중 가장 작고 차가우며 제일 흔한 유형이다. 이들은 전체 별의 70~90%를 차지하는 것으로 추정된다.^[120] 분광형은 주로 오렌지색의 차가운 K형에서 붉은색의 M형까지이다.^[121] 적색왜성은 매우 어둡기 때문에 지구에서 맨눈으로 관측하기 어렵다. 지구에서 가장 가까운 단독형 적색왜성인 바너드 별조차도 맨눈으로 볼 수 있는 밝기에 미치지 못한다.

적색왜성은 질량이 작아(약 0.08 ~ 0.60 태양 질량) 핵융합 반응이 매우 느리게 진행된다. 이로 인해 광도는 지구 태양의 0.0125% ~ 10% 수준으로 낮다.^[20]

3. 적색 왜성계의 거주 가능성

천문학자들은 오랫동안 적색 왜성을 생명체가 거주 가능한 행성계의 주인 후보에서 제외시켜 왔다. 적색 왜성은 질량이 작아(태양의 0.09배에서 0.6배 사이) 핵융합 작용이 매우 느리게 진행되며, 가시광선 영역에서 뿜는 에너지의 양은 매우 적다(태양의 0.01%에서 11% 정도).^[122]

따라서 적색 왜성 주변 행성에 생명체가 살 수 있느냐 없느냐를 판가름하는 요소는 그 행성의 대기가 온실 효과를 얼마나 강하게 일으키느냐에 달려 있다. 적색 왜성 주변에서 지구와 비슷한 온도의 환경이 형성되려면 행성이 항성에 매우 가까이 붙어 돌아야 한다. 라카유 8760의 경우 0.3천문단위(수성과 태양 사이보다 가까운 거리)이며, 센타우루스자리 프록시마의 경우 0.032 천문단위 정도이다.^[122] 프록시마 주변을 이 거리로 도는 행성의 1년은 지구 시간으로 고작 6.3일에 불과하며, 이 정도로 가까울 경우 조석 고정 현상이 발생한다.

조석 고정된 행성의 낮 영역은 영원히 항성만을 바라보며, 밤 영역은 영원한 어둠이 계속될 것이다. 이러한 환경에서 생명체가 살기 위해서는 행성의 대기가 충분하여 한 쪽에서 받은 열을 다른 차가운 쪽으로 순환시켜야 한다. 하지만 이런 두꺼운 대기는 광합성에 필요한 가시광선을 차단할 것으로 오랫동안 예상되었다.

그러나 이러한 비관론은 일부 연구 결과로 완화되었다. 캘리포니아 소재 미 항공우주국 아메스 연구 센터의 로버트 헤이벌리와 매노즈 조시는 행성 대기(온실 효과를 일으키는 CO₂와 H₂O 포함)가 한 쪽에서 다른 쪽으로 열 에너지를 전달하는 데 100밀리바의 대기압(지구의 10%)만 있으면 충분하다고 밝혔다.^[123] 밤 지역의 물은 항상 얼어 있겠지만, 이 정도 대기 밀도는 식물 광합성에 필요한 최소량보다 높다. 그리니치 공동체 대학교의 마틴 히스는 수심이 충분히 깊어 행성 자체의 열로 바다 해저를 녹아 있는 상태로 유지시켜 밤의 반구에서도 얼음 밑으로 해류가 형성될 수 있다면, 효과적으로 행성 전체를 순환할 수 있다고 주장했다. 광합성에 필요한 복사 에너지의 양에 대한 심화된 연구에 따르면, 적색 왜성계 내 조석 고정된 행성에서도 고등 식물이 살 가능성이 있다.^[124]

적색 왜성 주위를 도는 행성에 생명체가 살기 어려운 이유는 작은 질량뿐만이 아니다. 밤 지역은 항성을 바라보지 않아 광합성에 필요한 빛이 닿지 않는다. 반대로 낮 영역에는 태양이 뜨거나 지지 않고 하늘 한 지점에 고정되어, 지형에 의해 생긴 그림자는 사라지지 않는다. 식물 광합성은 가시광선에 의존하며, 적색 왜성에서 나오는 빛의 대부분인 적외선 영역으로 광합성을 설명하기는 복잡하다. 그러나 적외선으로도 광합성이 가능하다는 유력한 가능성들이 존재한다.

지구 열수구 생명체들은 대부분 광합성 대신 화학 합성을 이용한다. 과학자들은 지구 최초의 생명체가 열수구나 동굴의 생명체와 비슷했을 것으로 추측한다. 광합성은 이후 진화된 생존 방식으로, 열수구의 적외선에 맞춰 진화한 조류가 발견되기도 했다. 따라서 적색 왜성 행성 식물들은 수십억 년 동안 항성 빛을 이용해 광합성을 하도록 진화했을 가능성이 있다.

가상 행성 식물들은 태양을 향해 잎 방향을 바꿀 필요가 없고, 밤낮에 다른 생활 양식을 가질 필요도 없을 것이다. 밤-아침-낮-저녁 개념이 없으므로, 주어진 복사량에 비해 지구보다 더 많은 에너지를 생산할 수 있다.

3. 1. 긍정적 측면

적색 왜성은 수명이 매우 길어 생명체가 진화하고 생존할 충분한 시간을 제공한다는 장점이 있다. 인류가 지구에 등장하기까지는 45억 년이 걸렸으며, 우리가 알고 있는 생태계가 정상적으로 작동할 온도가 유지될 기간은 앞으로 5억 년밖에 남지 않았다.^[128] 반면 적색 왜성은 자신보다 질량이 큰 별들에 비해 핵융합 반응 속도가 훨씬 느려 수천억 년 이상 살 수 있다. 이는 생명체가 진화하고 생존할 시간을 충분히 확보할 수 있다는 의미이다.^[129]

적색 왜성은 우주에 매우 흔한 존재이므로, '생명체가 태어날 수 있는 행성이 존재할 확률'은 태양과 비슷한 별 주변과 비슷하다.^[129] 슈퍼지구 정도의 질량을 지닌, 생명체 거주가능 영역 내를 돌고 있다고 밝혀진 최초의 암석 외계 행성 글리제 581c의 어머니 항성 글리제 581도 적색 왜성이었다. 모든 적색 왜성을 합한 생명체 거주 가능 구역의 총량은 태양과 같은 별 주변의 총량과 같으며,^[18] 이는 적색 왜성의 보편성 때문이다. 이 총량의 생명체 거주 가능 구역은 적색 왜성이 주계열성에서 수천억 년 이상 지속되기 때문에 더 오래 지속될 것이며,^[19] 잠재적으로 미래에 미생물 또는 지적 생명체의 진화를 허용할 수 있다.

3. 2. 부정적 측면

적색왜성은 오랫동안 생명체가 거주 가능한 행성계의 주인 후보에서 제외되어 왔다. 질량이 작아 핵융합 작용이 느리게 진행되며, 가시광선 영역에서 뿜는 에너지양이 매우 적기 때문이다. 적색왜성 주변에서 지구와 비슷한 온도가 형성되려면 행성이 항성에 매우 가까이 붙어 돌아야 하는데, 이는 조석 고정 현상을 일으킨다.^[122] 조석 고정된 행성은 한쪽 면은 영원한 낮, 다른 쪽 면은 영원한 밤이 지속되어 극심한 온도 차이를 보인다. 이러한 환경은 광합성에 필요한 가시광선을 차단하고, 행성 전체에 열을 순환시키기 어렵게 만든다.^[123]

하지만 일부 연구 결과는 이러한 비관론을 완화시켰다. 행성의 대기가 충분한 대기압을 가지면 열에너지를 효과적으로 전달할 수 있으며,^[123], 깊은 바다가 존재하면 밤의 반구에서도 해류가 형성되어 행성 전체를 순환할 수 있다는 주장이 제기되었다. 또한, 적외선 영역에서도 광합성이 가능하다는 연구 결과도 있어, 적색왜성계에서도 고등 식물이 살 가능성이 제기되었다.^[124]

그러나 적색왜성의 작은 질량 외에도 다른 문제점들이 존재한다. 조석 고정으로 인해 낮 영역에는 태양이 항상 떠 있고 그림자가 사라지지 않는 반면, 밤 영역에는 빛이 닿지 않아 광합성이 어렵다. 또한, 우리가 알고 있는 광합성은 주로 가시광선에 의존하며, 적색왜성의 빛은 대부분 적외선이므로 광합성 방식이 복잡할 수 있다. 하지만 지구의 열수구 생명체들은 광합성 대신 화학 합성에 의존하며, 적외선에 맞춰 진화한 조류도 발견되었기 때문에, 적색왜성계 행성에서도 생명체가 진화했을 가능성이 있다.

적색왜성은 밝기가 변덕스럽고, 거대한 플레어를 뿜어 생명체에 치명적인 영향을 줄 수 있다.^[125] 플레어는 행성 대기를 날려 버릴 수 있으며, 생명체가 플레어로부터 자신을 보호하는 체계를 진화시키는 데 오랜 시간이 필요하다. 다만, 행성에 자기장이 존재하면 플레어 입자를 막을 수 있으며, 조석 고정된 행성도 내부가 녹아 있는 상태라면 충분한 자기장을 생성할 수 있다는 주장도 있다.^[126]

적색왜성이 강한 플레어를 분출하는 시기는 탄생 후 약 120억 년까지로 알려져 있다. 따라서 행성이 적색왜성에서 멀리 떨어져 있다가 생명체 거주가능 영역으로 궤도를 옮겨 왔다면, 생명체가 진화할 가능성이 있다.^[127] 센타우루스자리 프록시마나 바너드 별은 플레어 별이지만, 플레어 빈도가 낮아 생명체 존재 가능성을 완전히 배제할 수는 없다.

희귀한 지구 가설에서는 적색왜성 주변에 생명체가 생길 가능성에 대해 부정적인 견해를 제시한다. 적색왜성계 행성에서 물 부족 현상이 발생할 수 있다.^[37] 특히 지구 크기의 행성에서 발견되는 적은 양의 물은 행성의 추운 밤쪽에 위치할 가능성이 높다. 그러나 이러한 "갇힌 물"은 통제 불능 온실 효과를 막고 적색왜성계의 거주 가능성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다.^[38]

조석 가열로 인해 행성이 "구워지고" "조석 금성"이 될 수도 있다.^[4] M형 왜성을 공전하는 150개 이상의 행성의 이심률이 측정되었으며, 이 외계 행성의 3분의 2가 극심한 조석력을 받아 조석 가열로 인해 발생하는 강렬한 열 때문에 거주할 수 없다는 사실이 밝혀졌다.^[36]

3. 3. 조석 고정

행성이 항성에 매우 가까이 위치하면 조석 고정 현상이 발생하기 쉽다. 조석 고정은 자전 주기와 공전 주기가 동기화되는 현상으로, 행성이 주성을 한 바퀴 공전하는 동안 행성 자체가 자전축 주위를 한 바퀴 돈다. 그 결과, 주성을 향하고 있는 행성의 면은 항상 일정하게 되고, 다른 쪽 면은 항상 주성과 반대 방향(밤의 측)을 향하게 되므로, 큰 온도 차이를 발생시킨다. 적색 왜성의 생명체 거주 가능 구역에 있는 행성의 30%가 조석 고정을 겪는다고 한다^[66]。

조석 고정의 애니메이션. 달도 지구에 고정되어 있으며, 가장 가까운 예이다.

오랫동안, 그러한 행성에서는 생명체는 명암 경계선에 해당하는, 주성이 지평선 위에 계속 보이는 링 모양의 지역에서만 살아갈 수 있다고 여겨져 왔다.

또한, 그 극단적인 온도차를 낮 측과 밤 측의 대기 순환으로 없애기 위해서는 많은 양의 대기가 필요하며, 그러한 두꺼운 대기 하에서는 광합성이 곤란하다고 여겨져 왔다. 그리고 그러한 대기 하에서는, 주성의 직하에 해당하는 점 부근(항상 천정 부근에 주성이 보이는 지역)에서는 항상 폭풍과 집중 호우가 계속 내릴 가능성이 주장되어 왔다^[83]。 한 연구에서는 그러한 환경에서는 생명체가 복잡하게 진화해 나가는 것이 불가능하다고 여겨졌다^[84]。 그러한 환경에서는, 식물은 항상 불어오는 강풍에 견디기 위해 토양에 스스로를 확실하게 고정시킬 수밖에 없게 되고, 잎도 꺾이지 않도록 가늘고 유연한 모양으로 될 수밖에 없게 된다. 동물도, 강풍 하에서는 소리나 냄새로 커뮤니케이션을 할 수 없으므로, 적외선을 감지할 수밖에 없게 된다. 다만, 악천후로부터 보호받는 수중 생물은, 검은색 식물 플랑크톤이나 조류에 의해 지탱되어, 번영할 가능성에 대한 언급이 있다^[85]。

그러한 종래의 비관적인 견해와는 대조적으로, 1997년에 미국 캘리포니아 주에 있는 NASA에임스 연구 센터 소속의 Robert Haberle과 Manoj Joshi가 발표한 연구 결과에서는, 대기에 온실 효과를 일으키는 이산화 탄소나 수증기가 포함되어 있으면, 별로부터의 열이 효과적으로 밤 측으로 수송되기 때문에 최소한 필요한 대기량은 불과 100헥토파스칼, 지구 대기의 10%로 충분하다고 하였다. 이 정도 양이면 광합성에 영향이 없다^[86]。

그 2년 후에 그리니치 공동체 대학교의 Martin Heath가 발표한 연구에서는, 밤 측의 빙관 아래에 펼쳐지는 해분이 충분히 깊고, 해수가 자유롭게 흐를 수 있다면, 밤 측의 해양도 얼어붙지 않고 효과적으로 열을 순환시킬 수 있다는 것이 제시되었다^[87]。

더욱이 2010년의 캘리포니아 공과대학교의 Merlis 등의 연구에서는 지구와 같은 해양 행성에서는, 조석 고정을 겪고 있어도 밤 측의 온도는 -33℃를 밑돌지 않는다고 계산되었다^[88]。

SETI의 연구자 Martin 등이 2013년에 구축된 기후 모델에서는, 조석 고정을 겪는 행성에서의 구름 형성이 낮과 밤의 온도차를 최소화시킨다고 하여, 적색 왜성계의 거주 가능성은 대폭 개선되었다^[67]。광합성 유효 복사(광합성에 사용할 수 있는 파장대의 빛)의 양을 고려한 연구에서는, 적색 왜성계의 조석 고정된 행성은 적어도 고등 식물에게는 충분히 거주 가능성이 있다는 것이 제시되었다^[89]。

과거에는, 조석 고정을 겪는 행성은, 열의 영향으로 금성과 같은 환경이 될 것이라고 여겨졌다^[64]。 그리고 적색 왜성계에 있어서의 다른 장벽과 조합하면, 다른 항성의 종류와 비교하여 적색 왜성계에서는 생명의 존재 가능성은 낮다는 견해가 강했다^[65]。 물이나 수증기를 포함한 대기에 의한 순환으로 이 문제가 해결된다는 견해가 나온 후에도, 앞서 언급한 광분해의 영향으로 애초에 물이 충분하지 않다는 우려가 있었다^[90]。 그러나, 밤 측에는 물이 남아 있다는 연구가 발표되어, 이 "갇힌" 물이 온실 효과의 폭주를 막고, 적색 왜성계의 환경을 개선시킨다고 한다^[91]。

생명체 거주 가능 구역에 존재하는 거대 가스 행성의 위성이라면, 주성이 아닌 행성에 조석 고정되기 때문에, 낮과 밤의 주기가 존재한다고 한다. 같은 것이, 서로 조석 고정된 쌍성에도 있다.

또한, 조석 고정이 얼마의 기간에 일어나는지는 조석력이 걸리는 원인이 되는, 행성의 해양이나 대기의 상태에 의존하며, 수십억 년이 지나도 조석 고정이 일어나지 않는 경우도 있다. 더욱이, 조석에 의한 자전 주기의 감쇠의 최종 단계는 조석 고정만이 아니다. 예를 들어 수성은 조석 고정에 이르기까지 충분한 시간이 있었지만, 조석 고정이 아닌 3:2의 궤도 공명이라는 형태로 정착해 있다^[92]。

3. 4. 변광성 및 플레어

적색 왜성은 흑점과 플레어 현상이 매우 활발하게 나타나는 별이다. 흑점은 별 표면의 온도가 낮아져 어둡게 보이는 부분으로, 적색 왜성 표면의 40%까지 덮을 수 있으며 수개월 동안 지속되기도 한다.^[89] 플레어는 별 표면에서 폭발적으로 에너지가 방출되는 현상으로, 적색 왜성의 밝기를 수 분 만에 두 배로 증가시킬 수 있다.^[93] 이러한 급격한 밝기 변화는 생명체, 특히 복잡한 분자 구조를 가진 생명체에게는 치명적일 수 있다.^[125]

플레어는 행성 대기를 우주 공간으로 날려 보내는 역할도 한다.^[95] 그러나 행성에 자기장이 존재하면 플레어 입자가 대기를 벗겨내는 것을 막을 수 있다.^[126] 또한, 조석 고정으로 인해 자전 속도가 느린 행성이라도 행성 내부가 녹아있는 상태라면 대기를 보호하기에 충분한 자기장을 생성할 수 있다.^[126] 두꺼운 탄화수소 안개로 덮인 행성의 경우, 부유하는 탄화수소 방울이 자외선을 효과적으로 흡수하여 플레어로부터 생명체를 보호할 수 있다.^[106]

최근 연구에 따르면 적색 왜성의 플레어 발생 빈도가 기존 예상보다 낮을 수 있다는 결과가 나왔다.^[99] 또한, 가장 큰 플레어는 주로 별의 극지방 근처에서 발생하므로,^[108] 행성의 궤도가 별의 자전과 일치한다면 플레어의 영향을 덜 받을 수 있다.^[108]

물속 환경은 플레어로부터 생명체를 보호하는 또 다른 방법이 될 수 있다. 생명체가 물속에 머무르면 별의 초기 플레어 단계를 지나 비교적 안정된 환경에서 생존할 수 있다.^[79]

3. 5. 물과 메탄

적색 왜성계 행성은 물 부족 문제를 겪을 수 있지만, 밤 지역에 물이 남아 있을 가능성이 있다.^[37] 특히 지구 크기의 행성에서 발견되는 작은 물은 행성의 추운 밤쪽에 위치할 수 있는데, 이러한 "갇힌 물"은 통제 불능 온실 효과를 막고 적색 왜성계의 거주 가능성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다.^[38]

메탄 기반 생명체가 가능하다면(가상의 타이탄의 생명체와 유사), 메탄이 액체 상태로 존재하는 영역에 해당하는 별로부터 더 멀리 떨어진 두 번째 생명체 거주 가능 구역이 존재할 수 있다. 타이탄의 대기는 적색광과 적외선에 투명하므로 적색 왜성의 빛이 타이탄과 유사한 행성의 표면에 더 많이 도달할 것으로 예상된다.^[60] 메탄을 기반으로 한 생명이 존재할 수 있다면, 물이 액체 상태가 되는 영역 외부에 메탄이 액체 상태가 되는 "두 번째 거주 가능 구역"이 적색 왜성 주위에 존재할 수 있다. 이러한 생명체는 타이탄의 생명체와 매우 유사하며, 타이탄의 대기는 적색광이나 적외선을 잘 투과하므로, 타이탄과 같은 행성 표면에는 많은 적색 왜성으로부터의 빛이 도달할 것으로 생각된다.^[114]

4. 적색 왜성계 행성 탐사

스피처 자료를 연구한 결과, 초냉성 왜성 주변에 지구 크기의 행성이 존재할 확률은 30~45%로 추정되었다.^[61] 컴퓨터 시뮬레이션에 따르면 TRAPPIST-1과 유사한 질량(약 0.084 M_⊙)을 가진 별 주위에서 형성되는 행성은 지구와 유사한 크기를 가질 가능성이 가장 높다.^[62]

거주 가능한 행성을 찾기 위해서는 우선 생명체 탐사에 적합한 행성을 발견하고, 그 행성의 대기를 분광 관측하여 물이나 생명 존재 지표가 되는 물질이 있는지 확인해야 한다. 태양과 비슷한 질량을 가진 별에서는 우주 망원경을 이용한 직접 촬영이 유력하지만, 적색 왜성의 경우에는 트랜짓법을 이용한 탐색이 유력하다.^[117] 질량이 큰 적색 왜성은 TESS로 탐색하고 있으며, 질량이 작은 항성은 적외선 관측이 유리하므로, JASMINE 계획으로 발사된 일본의 적외선 우주 망원경이 담당할 계획도 있다. 초저온 왜성은 항성의 직경이 작기 때문에 지구형 행성이 트랜짓을 일으킬 때의 감광폭이 커서 지상 관측으로도 검출할 수 있다. 이러한 이유로 지상 관측이 이루어지고 있으며, TRAPPIST-1 등이 발견되었다.^[118]

4. 1. 한국의 연구 참여

오랫동안 외계 행성 탐색에 사용되어 온 시선 속도법으로도 적색 왜성을 대상으로 탐색이 이루어지게 되었으며, IRD(InfraRed Doppler) 등 적외선 파장에서 고분해 분광이 가능한 분광기가 스바루 망원경 등의 대형 망원경에 장착되어 관측이 이루어지고 있다.^[119]

5. 대중문화 속 적색 왜성

SF 소설, 영화, 드라마 등 다양한 대중문화 작품에서 적색왜성계가 배경으로 등장한다.

5. 1. 예시

'''아크''': 스티븐 백스터의 소설 『아크』에서, 지구 행성이 바다에 완전히 잠긴 후 소수의 인간들이 성간 여행을 떠나 결국 지구 III라는 행성에 도착한다. 이 행성은 춥고 조석 고정 상태이며, 적색왜성의 빛을 더 잘 흡수하기 위해 식물은 검은색을 띤다.
'''드라코 선술집''': 래리 니븐의 ''드라코 선술집'' 이야기에서, 고도로 진보된 치르시스라 외계인은 적색 왜성 주위의 조석 고정된 산소 행성에서 진화했다. 지구 질량의 약 1배, 조금 더 춥고, 적색 왜성 햇빛을 사용한다는 것 외에는 자세한 내용이 없다.
'''네메시스''': 아이작 아시모프는 적색 왜성 네메시스의 조석 효과 문제를 피하기 위해, 거주 가능한 "행성"을 별에 조석 고정된 가스 행성의 위성으로 만든다.
'''별의 창조자''': 올라프 스테이플던의 1937년 SF 소설 ''별의 창조자''에서, 그가 묘사하는 은하계의 많은 외계 문명 중 하나는 적색왜성계의 조석 고정된 행성의 종단면대에 위치해 있다. 이 행성에는 팔, 다리, 머리가 달린 당근처럼 보이는 지능적인 식물이 살고 있으며, 땅에 스스로를 삽입하고 광합성을 통해 햇빛을 흡수하면서 일정 시간 동안 "잠"을 자고, 일정 시간 동안은 깨어나서 땅에서 나와 현대 산업 문명의 모든 복잡한 활동에 참여하는 이동하는 존재가 된다. 스테이플던은 또한 이 행성에서 생명이 어떻게 진화했는지 묘사한다.^[63]
'''슈퍼맨''': 슈퍼맨의 고향인 크립톤은 라오라는 적색 별 주위를 공전했는데, 일부 이야기에서는 적색 왜성으로 묘사되지만, 더 자주 적색 거성으로 언급된다.
'''레디 젯 고!''': 어린이 쇼 ''레디 젯 고!''에서, 캐럿, 샐러리, 젯은 가상의 적색 왜성 보트론의 행성인 보트론 7에서 온 보트론인 가족이다. 그들은 "원시적인" 라디오 신호를 잡았을 때 지구와 태양을 발견했다 (에피소드: "우리가 당신의 태양을 찾은 방법"). 그들은 또한 영화 ''레디 젯 고!: 보트론 7로 돌아가기''의 노래에서 보트론 행성계의 행성에 대한 설명을 제공했다.
'''오렐리아''': 이 행성은, 추정 다큐멘터리 ''엑스트라테레스트리얼'' (일명 ''에일리언 월드'')에서 볼 수 있는데, 과학자들이 적색 왜성 별을 공전하는 행성에서 외계 생명이 어떠할 수 있는지 이론화한 내용을 상세히 보여준다.

참조

_[1] 논문 Star Masses and Star-Planet Distances for Earth-like Habitability https://www.liebertp[...] 2017-01
_[2] 논문 STABILIZING CLOUD FEEDBACK DRAMATICALLY EXPANDS THE HABITABLE ZONE OF TIDALLY LOCKED PLANETS https://iopscience.i[...] 2013-06-27
_[3] 논문 STRONG DEPENDENCE OF THE INNER EDGE OF THE HABITABLE ZONE ON PLANETARY ROTATION RATE https://iopscience.i[...] 2014-04-25
_[4] 논문 Tidal Venuses: Triggering a Climate Catastrophe via Tidal Heating 2013-03
_[5] 웹사이트 "Tidal Venuses" May Have Been Wrung Out To Dry http://www.universet[...] Universetoday.com 2015-12-23
_[6] 웹사이트 Life might not be possible around red dwarf stars http://io9.com/58766[...] Io9.com 2012-01-16
_[7] 웹사이트 Habitable Exoplanet Observatory (HabEx) https://www.jpl.nasa[...] 2020-03-31
_[8] 논문 Stabilizing Cloud Feedback Dramatically Expands the Habitable Zone of Tidally Locked Planets 2013
_[9] 뉴스 Astronomers Had it Wrong: Most Stars are Single http://www.space.com[...] 2006-01-30
_[10] 웹사이트 100 Billion Alien Planets Fill Our Milky Way Galaxy: Study http://www.space.com[...] Space.com 2013-01-02
_[11] 웹사이트 ESO: Habitable Red Dwarf Planets Abundant http://www.centauri-[...] Centauri-dreams.org 2012-03-29
_[12] 문서 The term ''dwarf'' applies to all stars in the [[main sequence]], including the [[Sun]].
_[13] 논문 A substantial population of low-mass stars in luminous elliptical galaxies 2010-12-01
_[14] 웹사이트 Discovery Triples Number of Stars in Universe https://www.scienced[...] 2010-12-01
_[15] 서적 Habitable Planets for Man Rand Corporation 1965
_[16] 간행물 'The end of the world' has already begun, UW scientists say http://www.washingto[...] University of Washington 2003-01-13
_[17] 논문 Atmospheric pressure as a natural climate regulator for a terrestrial planet with a biosphere http://www.gps.calte[...] 2009
_[18] 웹사이트 M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry http://www.astrobio.[...] Astrobiology Magazine 2005-08-29
_[19] 웹사이트 Red Dwarf Stars http://www.universet[...] Universe Today 2009-02-04
_[20] 논문 Mass-Luminosity Relationship and Lithium Depletion for Very Low Mass Stars 1996
_[21] 웹사이트 Habitable zones of stars http://exobio.ucsd.e[...] University of Southern California, San Diego
_[22] 논문 First radius measurements of very low mass stars with the VLTI 2003
_[23] 논문 Earth Fact Sheet http://nssdc.gsfc.na[...] NASA 2004-09-01
_[24] 논문 The color of plants on other worlds 2008-04
_[25] 논문 Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars http://www.as.utexas[...] 1999
_[26] 서적 Subvolume A
_[27] 논문 Suppression of the water ice and snow albedo feedback on planets orbiting red dwarf stars and the subsequent widening of the habitable zone 2012
_[28] 논문 Extreme Water Loss and Abiotic O₂ Buildup on Planets Throughout the Habitable Zones of M Dwarfs 2014
_[29] conference Red Dwarfs and the End of the Main Sequence Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica
_[30] 논문 Water loss from terrestrial planets orbiting ultracool dwarfs: implications for the planets of TRAPPIST-1 2017-01-21
_[31] 논문 Climate model studies of synchronously rotating planets 2003
_[32] 웹사이트 Gliese 581d http://astroprofspag[...] 2007-06-16
_[33] 논문 Meet the Alien Neighbours: Red Dwarf World http://www.bbcfocusm[...] 2010-04
_[34] 논문 Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability http://crack.seismo.[...] 1997-10
_[35] 논문 Atmospheric dynamics of Earth-like tidally locked aquaplanets
_[36] 논문 The Orbital Eccentricity Distribution of Planets Orbiting M dwarfs
_[37] 논문 Planets formed in habitable zones of M dwarf stars probably are deficient in volatiles
_[38] 논문 Water-Trapped Worlds 2013-08-16
_[39] 논문 Habitable Zones around Main Sequence Stars http://www.as.utexas[...] 2017-08-03
_[40] 웹사이트 Red, willing and able http://www.kencroswe[...] New Scientist 2001-01-27
_[41] 간행물 Future Interstellar Travel Destinations: Assessing the Suitability of Nearby Red Dwarf Stars as Hosts to Habitable Life-bearing Planets American Astronomical Society, AAS 2013-01-01
_[42] 논문 Coronal Mass Ejection (CME) Activity of Low Mass M Stars as An Important Factor for The Habitability of Terrestrial Exoplanets. I. CME Impact on Expected Magnetospheres of Earth-Like Exoplanets in Close-In Habitable Zones 2007
_[43] 논문 Probability of Cme Impact on Exoplanets Orbiting M Dwarfs and Solar-Like Stars 2016
_[44] 논문 On the Magnetic Protection of the Atmosphere of Proxima Centauri b 2017
_[45] 논문 The quest for stellar coronal mass ejections in late-type stars. I. Investigating Balmer-line asymmetries of single stars in Virtual Observatory data 2019
_[46] 논문 Red Star Rising: Small, cool stars may be hot spots for life http://www.sciam.com[...] 2013-01-19
_[47] 논문 Frequent flaring in the TRAPPIST-1 system - unsuited for life? 2017
_[48] arXiv Evolution of magnetic protection in potentially habitable terrestrial planets 2012
_[49] 논문 The effects of stellar winds on the magnetospheres and potential habitability of exoplanets 2014-10-30
_[50] 논문 Is Proxima Centauri b Habitable? A Study of Atmospheric Loss 2017-03-10
_[51] 논문 The dehydration of water worlds via atmospheric losses 2017
_[52] 논문 Modeling Repeated M-dwarf Flaring at an Earth-like Planet in the Habitable Zone: I. Atmospheric Effects for an Unmagnetized Planet 2017-11-22
_[53] 논문 No thick carbon dioxide atmosphere on the rocky exoplanet TRAPPIST-1 c 2023-06-19
_[54] arXiv LHS 1140 b is a potentially habitable water world 2024-03
_[55] 웹사이트 Habitable Zone Exoplanet LHS 1140b is Probably Snowball or Water World {{!}} Sci.News https://www.sci.news[...] 2024-07-10
_[56] 논문 The Interior and Atmosphere of the Habitable-zone Exoplanet K2-18b 2020-02
_[57] 웹사이트 AstronomyCast episode 40: American Astronomical Society Meeting, May 2007 http://www.astronomy[...] 2018-09-06
_[58] 웹사이트 A Flare for Barnard's Star http://www.astronomy[...] Kalmbach Publishing Co 2006-08-10
_[59] 논문 Giant white-light flares on fully convective stars occur at high latitudes 2021-08-05
_[60] 웹사이트 The Methane Habitable Zone https://www.astrobio[...] 2019-02-25
_[61] 논문 First limits on the occurrence rate of short-period planets orbiting brown dwarfs
_[62] 논문 Formation and composition of planets around very low mass stars 2017-01-26
_[63] 서적 Star Maker 1937
_[64] 논문 Tidal Venuses: Triggering a Climate Catastrophe via Tidal Heating 2013-03
_[65] 웹사이트 "Tidal Venuses" May Have Been Wrung Out To Dry http://www.universet[...] Universetoday.com 2022-05-13
_[66] 웹사이트 Life might not be possible around red dwarf stars http://io9.com/58766[...] Io9.com 2013-01-19
_[67] 논문 Stabilizing Cloud Feedback Dramatically Expands the Habitable Zone of Tidally Locked Planets 2013
_[68] 뉴스 Astronomers Had it Wrong: Most Stars are Single http://www.space.com[...] 2022-04-26
_[69] 웹사이트 100 Billion Alien Planets Fill Our Milky Way Galaxy: Study http://www.space.com[...] Space.com 2022-04-26
_[70] 웹사이트 ESO: Habitable Red Dwarf Planets Abundant https://www.centauri[...] Centauri-dreams.org 2022-04-26
_[71] 논문 A substantial population of low-mass stars in luminous elliptical galaxies 2010-12-01
_[72] 웹사이트 Discovery Triples Number of Stars in Universe https://www.scienced[...] 2010-12-01
_[73] 서적 Habitable Planets for Man Rand Corporation 1965
_[74] 웹사이트 等級 https://astro-dic.jp[...]
_[75] 논문 Mass-Luminosity Relationship and Lithium Depletion for Very Low Mass Stars 1996
_[76] 웹사이트 Habitable zones of stars http://exobio.ucsd.e[...] University of Southern California, San Diego 2007-05-11
_[77] 논문 First radius measurements of very low mass stars with the VLTI 2003
_[78] 웹사이트 Earth Fact Sheet http://nssdc.gsfc.na[...] NASA 2004-09-01
_[79] 논문 The color of plants on other worlds https://semanticscho[...] 2008-04
_[80] 서적 Subvolume A
_[81] 논문 Suppression of the water ice and snow albedo feedback on planets orbiting red dwarf stars and the subsequent widening of the habitable zone 2012
_[82] 논문 Extreme Water Loss and Abiotic O₂ Buildup on Planets Throughout the Habitable Zones of M Dwarfs 2014
_[83] 논문 Climate model studies of synchronously rotating planets 2003
_[84] 웹사이트 Gliese 581d http://astroprofspag[...] 2007-06-16
_[85] 논문 Meet the Alien Neighbours: Red Dwarf World http://www.bbcfocusm[...] 2010-04
_[86] 논문 Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability http://crack.seismo.[...] 1997-10
_[87] 논문 Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars https://link.springe[...] 1999-08
_[88] 논문 Atmospheric dynamics of Earth-like tidally locked aquaplanets
_[89] 논문 Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars http://www.as.utexas[...] 1999
_[90] 논문 Planets formed in habitable zones of M dwarf stars probably are deficient in volatiles
_[91] 논문 Water-Trapped Worlds 2013-08-16
_[92] 논문 Habitable Zones around Main Sequence Stars http://www.as.utexas[...] 1993
_[93] 웹사이트 Red, willing and able http://www.kencroswe[...] New Scientist 2001-01-27
_[94] 웹사이트 天文学辞典 > 恒星 > その他 > フレア星 https://astro-dic.jp[...] 日本天文学会
_[95] 간행물 'Future Interstellar Travel Destinations: Assessing the Suitability of Nearby Red Dwarf Stars as Hosts to Habitable Life-bearing Planets' American Astronomical Society, AAS
_[96] 논문 Coronal Mass Ejection (CME) Activity of Low Mass M Stars as An Important Factor for The Habitability of Terrestrial Exoplanets. I. CME Impact on Expected Magnetospheres of Earth-Like Exoplanets in Close-In Habitable Zones 2007
_[97] 논문 Probability of Cme Impact on Exoplanets Orbiting M Dwarfs and Solar-Like Stars 2016
_[98] 논문 On the Magnetic Protection of the Atmosphere of Proxima Centauri b 2017
_[99] 논문 The quest for stellar coronal mass ejections in late-type stars. I. Investigating Balmer-line asymmetries of single stars in Virtual Observatory data 2019
_[100] 웹사이트 Red Star Rising: Small, cool stars may be hot spots for life http://www.sciam.com[...] 2005-11-01
_[101] 논문 Frequent flaring in the TRAPPIST-1 system - unsuited for life? 2017
_[102] 논문 Evolution of magnetic protection in potentially habitable terrestrial planets 2012
_[103] 논문 The effects of stellar winds on the magnetospheres and potential habitability of exoplanets 2014-10-30
_[104] 논문 Is Proxima Centauri b Habitable? A Study of Atmospheric Loss 2017-03-10
_[105] 논문 The dehydration of water worlds via atmospheric losses 2017
_[106] 논문 Modeling Repeated M-dwarf Flaring at an Earth-like Planet in the Habitable Zone: I. Atmospheric Effects for an Unmagnetized Planet 2017-11-22
_[107] 웹사이트 AstronomyCast episode 40: American Astronomical Society Meeting, May 2007 http://www.astronomy[...] 2007
_[108] 논문 Giant white-light flares on fully convective stars occur at high latitudes https://arxiv.org/ab[...] 2021-08-05
_[109] 논문 Water loss from terrestrial planets orbiting ultracool dwarfs: implications for the planets of TRAPPIST-1 2017-01-21
_[110] 간행물 'The end of the world' has already begun, UW scientists say https://www.scienced[...] Science Daily 2003-01-30
_[111] 웹사이트 M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry http://www.astrobio.[...] Astrobiology Magazine 2005-08-29
_[112] 논문 The Lick-Carnegie Exoplanet Survey: A 3.1-M_🜨 Planet in the Habitable Zone of the Nearby M3V Star Gliese 581
_[113] conference Red Dwarfs and the End of the Main Sequence Revista Mexicana de Astronomía y Astrofísica
_[114] 웹사이트 The Methane Habitable Zone https://www.astrobio[...] 2011-11-10
_[115] 논문 First limits on the occurrence rate of short-period planets orbiting brown dwarfs
_[116] 논문 Formation and composition of planets around very low mass stars 2017-01-26
_[117] 웹사이트 Exo-JASMINE　─ 宇宙からの近赤外線精密測光で地球型系外惑星をさがす ─ https://www.isas.jax[...] 2021-12-28
_[118] 웹사이트 40光年彼方に地球サイズの7惑星 https://www.astroart[...] 2017-02-23
_[119] 논문 적외선ドップラー IRDによる
_[120] 문서 왜성
_[121] 문서 K형, M형 항성
_[122] 웹인용 항성들의 생명체 거주가능 영역(''Habitable zones of stars'') http://exobio.ucsd.e[...] University of Southern California, San Diego 2011-10-08
_[123] 저널 인용 http://www.ingentaco[...] 2011-10-08
_[124] 저널 인용 http://www.as.utexas[...] 2007-08-11
_[125] 웹인용 http://www.newscient[...] New Scientist 2001-01-27
_[126] 웹인용 http://www.sciam.com[...]
_[127] 웹인용 http://media-c02m01.[...]
_[128] 뉴스 http://www.washingto[...]
_[129] 웹인용 http://www.astrobio.[...]

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com