바너드별을 공전하는 지구 질량 이하의 행성인 바너드b 상상도. / ESO, M. Kornmesser

바너드별과 알파 센타우리 삼중성계의 태양으로부터 상대적 거리를 나타낸 그래픽. / IEEC, Science-Wave – Guillem Ramisa

우리 태양계에서 가장 가까운 단일 별 '바너드(Barnard)'. 지구에서 약 6광년밖에 떨어지지 않은 적색왜성인 바너드별에서, 그 별을 공전하는 외계행성(exoplanet)이 발견됐다. 지구의 절반보다 좀더 작은 크기의 '소형 지구형 행성(sub-Earth-mass planet)'이다. 지구인의 입장에서는 희귀하고 놀라운 천체를 발견한 것이다.

칠레 아타카마 사막의 정밀 망원경으로 천체를 추적한 국제연구팀은, 금성의 절반 정도 질량으로 바너드별을 약 3일마다 한번씩 공전하는 외계행성 '바너드 b(Barnard b)'를 발견했다. 사이언스얼러트닷컴 등이 보도한 '천문학과 천체문리학(Astronomy & Astrophysics)' 발표 논문에 따르면, 관측 결과 바너드별 주위에는 4개의 외계행성이 공전하고 있을 가능성이 있는데 그중 바너드 b의 최소 질량은 지구의 37%, 화성의 약 2.5배다. 지구보다 질량이 작은 몇 안되는 행성 중 하나여서 '소형 지구형 행성'으로 분류된다는 것. 표면온도는 약 125℃다.

GJ 699로도 알려진 바너드별은 1916년 미국 천문학자 에드워드 에머슨 바너드가 발견했다. 알파 센타우리 삼중성계에 이어 지구에서 두번째로 가까운 별이다. 바너드별의 표면 온도는 약 2800℃로 태양의 절반 정도. 적색왜성 가까이에 행성이 존재할 경우 액체 상태의 물이 있을 가능성은 낮다.

바너드 b의 발견은 2018년 바너드별 주위에서 행성 신호를 처음 발견한 이후, 추가 관측을 통해서다. 약 3일 주기로 흔들리는 방사 속도 신호가 결정타였다. 이 신호는 별이 궤도에 있는 외계 행성과 공유하는 공통 중력 중심 주위를 움직일 때 관찰할 수 있다. 천문학자들은 이 빛을 분석하여 외계행성이 있는지, 그 외계행성의 질량이 얼마나 되는지 알아낼 수 있었다.

바너드별과 바너드 b 사이의 거리는 약 180만 마일(약 290만km). 이는 태양과 수성 사이 거리의 5%에 불과하다.

행성 천문학자들에게 큰 관심을 받고 있는 바너드별. 이 별을 연구하면 우리 은하 이웃과 그곳의 행성들, 단일 별 주위의 행성계, 적색왜성 주위의 행성계, 그리고 그들이 얼마나 거주 가능할지에 대해 많은 것을 알 수 있기 때문이다.

연구팀의 리더인 곤잘레스 에르난데스(스페인 카나리아 천체물리학 연구소)와 동료들은 칠레 아타카마 사막의 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT)을 사용해 바너드 b를 발견했다. VLT에 장착된 첨단 고해상도 분광 장치인 '에스프레소(ESPRESSO)'로 바너드별을 5년 이상 관측한 결과다. ESPRESSO는 주변 행성의 중력으로 미세하게 흔들리는 별빛을 포착하는 시선 속도법(radial-velocity)으로 외계행성을 탐색한다.

바너드 b의 발견과 이전에 찾아낸 프로시마(Proxima) b와 d 등은 우주 뒷마당이 저질량 행성들로 가득 차 있음을 보여준다. 그 중에 지구와 비슷한 환경을 갖고 있어 우주생명체가 존재할 가능성이 큰 행성도 포함되어 있을지가 최대 관심사다.