프록시마 센타우리 주위에는 어떤 행성이 있을까?
프록시마 센타우리 주위에서는 지금까지 b와 d, 두 행성이 확인됐다. c도 행성일 가능성이 제기됐지만 아직 증거가 충분하지 않아 후보로 남아 있다. b와 d는 여러 관측에서 같은 주기의 별 움직임이 반복돼 행성으로 인정됐지만, c의 신호는 다시 뚜렷하게 확인되지 않았다.
알파 센타우리 A와 B는 서로 가까이 도는 두 별이다. 프록시마는 이 쌍에서 약 1만3,000AU 떨어진 곳을 매우 긴 주기로 돈다. 태양과 프록시마의 거리는 빛도 4년 넘게 이동해야 할 만큼 멀지만, 천문학적으로는 가장 가까운 이웃이다. 그래서 별의 미세한 움직임과 밝기 변화를 다른 외계행성계보다 자세히 반복 관측할 수 있다.
- 약 4.24광년 태양에서 프록시마 센타우리까지의 거리
- 약 1만3,000AU 태양과 지구 사이 거리의 약 1만3,000배
- 확정 2개 프록시마 b와 프록시마 d
- 후보 1개 행성으로 확정되지 않은 프록시마 c 신호
알파 센타우리의 세 별은 어떻게 연결돼 있을까?
알파 센타우리 A와 B는 태양과 비슷한 두 별로, 약 80년에 한 번 서로를 돈다. 프록시마는 질량과 밝기가 훨씬 작은 적색왜성이며 A·B 쌍에서 멀리 떨어진 채 그 둘의 바깥을 돈다. 별 세 개가 같은 간격으로 나란히 도는 것이 아니라, 가까운 A·B 두 별과 멀리 떨어진 프록시마가 하나의 별 무리를 이루는 셈이다.
프록시마의 행성들은 이 작은 별 바로 주위를 돈다. b의 공전 거리는 태양과 지구 사이 거리의 약 5%이고, d는 그보다 더 안쪽에 있다. 이 궤도는 프록시마와 A·B 사이 거리보다 수십만 배 작다. A와 B도 아주 오랜 시간에 걸쳐 프록시마와 행성의 움직임에 영향을 줄 수 있지만, b와 d가 며칠마다 한 바퀴 도는 데 가장 큰 영향을 주는 것은 프록시마의 중력이다.
b·d와 c의 확인 상태는 어떻게 다를까?
프록시마 b는 별이 약 11.2일마다 지구 쪽과 그 반대쪽으로 조금씩 움직이는 신호에서 발견됐다. 여러 관측 장비와 분석에서 같은 주기가 반복됐고, 현재 확정 행성으로 등록돼 있다. 관측으로 알 수 있는 가장 작은 질량은 지구의 약 1.07배다. b가 별 앞을 지나가는 모습은 확인되지 않아 크기와 실제 질량은 아직 직접 재지 못했다.
프록시마 d가 별의 움직임에 남긴 신호는 약 5.12일마다 반복된다. 별의 속도가 한쪽 방향으로 최대 초속 약 39cm만큼 변하는 아주 작은 흔들림이다. 2022년 ESPRESSO 관측에서 후보로 제시됐고, 2025년에는 NIRPS라는 다른 장비에서도 같은 신호가 확인됐다. 관측으로 알 수 있는 가장 작은 질량은 지구의 약 0.26배다.
프록시마 c는 약 5.2년마다 반복되는 변화 때문에 행성 후보로 제안됐다. 하지만 2025년 NIRPS 분석에서는 처음 보고된 신호가 뚜렷하게 다시 나타나지 않았다. NASA Exoplanet Archive도 c를 확정 행성이 아닌 후보로 분류한다. 따라서 현재 확인된 결과를 행성 세 개라고 소개하면 안 된다.
현재 확정된 행성은 b와 d 두 개다. c는 추가 관측이 필요한 후보다.
보이지 않는 행성을 어떻게 찾아냈을까?
프록시마 b와 d는 행성 자체를 찍은 사진으로 발견되지 않았다. 행성과 별이 서로를 끌어당기면 행성뿐 아니라 별도 아주 조금 흔들린다. 별이 지구 쪽으로 움직일 때와 멀어질 때 별빛의 색에는 미세한 차이가 생긴다. 이 차이를 반복해서 재어 보이지 않는 행성을 찾는 방법이 시선속도법이다.
관측된 속도에는 행성 신호만 들어 있지 않다. 프록시마 표면의 흑점, 플레어, 자전과 관측 장비의 미세한 변화도 비슷한 흔들림을 만들 수 있다. 연구진은 여러 파장에서 같은 주기가 나타나는지, 별 활동 지표와 함께 변하는지, 다른 장비에서도 재현되는지를 확인해 행성 신호를 가려낸다.
시선속도법만으로는 행성 궤도가 우리 눈에 얼마나 기울어져 있는지 알기 어렵다. 그래서 계산한 값은 실제 질량이 아니라 가능한 값 중 가장 작은 ‘최소질량’이다. b와 d가 별 앞을 지나가는 모습도 확인되지 않았기 때문에 크기와 밀도, 표면을 이루는 물질은 아직 직접 알 수 없다.
이 페이지의 행성 그림은 실제 촬영 사진이 아니다. 확인된 공전 주기와 최소질량을 바탕으로 만든 시각 자료이며, 표면 색·바다·구름은 관측 결과가 아니다.
- 별빛을 여러 번 잰다 여러 날과 여러 해에 걸쳐 프록시마의 빛을 색깔별로 나누어 기록한다.
- 별의 속도를 계산한다 별빛에 나타난 미세한 변화를 별이 지구 쪽이나 반대쪽으로 움직인 속도로 바꾼다.
- 별 자체의 변화를 가려낸다 흑점·플레어·자전이 만든 변화와 같은 시기에 나타나는지 비교한다.
- 다른 장비로 다시 확인한다 관측하는 빛의 종류와 장비를 바꿔도 같은 신호가 반복되는지 살핀다.
- 증거에 맞게 분류한다 증거가 충분하면 확정 행성으로 등록하고, 부족하면 후보로 남긴다.
거주가능지대에서는 무엇을 알 수 있을까?
프록시마 b는 별에서 받는 에너지만 놓고 보면 거주가능지대에 있다. 열을 알맞게 붙잡는 대기가 있다면 표면에 액체 물이 있을 수도 있는 거리라는 뜻이다. 실제로 물이나 대기, 자기장, 생명이 관측됐다는 뜻은 아니다. b가 별 앞을 지나가지 않기 때문에 현재는 대기에 어떤 기체가 있는지도 측정하지 못했다.
프록시마는 태양보다 작고 차갑지만 자외선과 X선을 강하게 내뿜는 폭발을 자주 일으킨다. 이런 방사선은 가까운 행성의 대기를 벗겨 내거나 대기 성분을 바꿀 수 있다. 반대로 행성에 충분히 두꺼운 대기나 자기장이 있다면 받는 영향이 달라질 수 있다. 현재 자료만으로는 b의 표면이 어떤 환경인지 알 수 없다.
가까운 별은 행성 연구에 어떤 도움이 될까?
4.24광년은 다른 별에 비하면 가깝지만 현재 우주선으로 짧은 시간에 갈 수 있는 거리는 아니다. 천문 관측에는 이 거리가 큰 장점이다. 프록시마가 비교적 밝게 보이고 하늘에서의 위치 변화도 더 크게 측정되므로, 작은 속도 신호와 장기 궤도를 계속 확인할 수 있다.
앞으로도 여러 방법으로 관측을 이어가야 한다. 별의 속도를 오랫동안 재면 c 후보의 신호가 되풀이되는지 확인할 수 있다. 하늘에서 별의 위치가 얼마나 움직이는지 정밀하게 재면 행성 궤도의 기울기와 실제 질량의 범위를 좁힐 수 있다. 별빛을 최대한 가리고 행성에서 온 빛을 따로 분석할 수 있게 되면 대기에 관한 첫 정보도 얻을 수 있다. 그때까지는 b·d의 확인된 값과 c의 후보 상태를 분명히 나눠 설명해야 한다.
출처
- NASA — Alpha Centauri: A Triple Star System
- NASA Science — Our Nearest Celestial Neighbor?
- NASA Science — Proxima Centauri
- NASA Exoplanet Archive — Proxima Centauri Overview
- NASA Exoplanet Archive — Targets Excluded from the Archive
- ESO — Planet Found in the Habitable Zone Around Nearest Star
- Astronomy & Astrophysics — Proxima Centauri with NIRPS
- NASA Science — Neighboring Star’s Bad Behavior