지구에서 49광년 떨어진 곳에 LHS 1140 b라는 행성이 있다. 적색왜성(M4.5V형)을 도는 지구보다 큰 행성으로, 별에서 받는 빛이 지구의 43% 수준인 생명체 거주가능 영역 안을 온전히 돌고 있다. 지난 몇 년간 '가장 유망한 후보' 목록의 맨 윗줄을 차지해온 이유다.
정체는 아직 확정되지 않았다. 처음에는 밀도 높은 암석 행성으로 여겨졌지만, 2023년 관측 이후로는 **온건한 미니해왕성이거나 질량의 9~19%가 물인 '물의 행성'**일 가능성이 제기됐다.
이 행성에 대해 2026년 8월 13일, 두 편의 논문이 같은 날 arXiv에 올라왔다. 결론은 같았다. 찾으려던 것이 없었다.
왜 하필 헬륨을 찾았나
행성에 대기가 있는지 확인하는 가장 확실한 방법은 행성이 별 앞을 지나갈 때를 노리는 것이다. 별빛이 행성의 대기를 통과하면서 특정 파장이 흡수되고, 그 흡수 패턴을 읽으면 대기의 성분을 알 수 있다. 이걸 투과 분광(transit spectroscopy)이라고 한다.
여기서 헬륨은 특별한 역할을 한다. 정확히는 '준안정 헬륨'이라 불리는 상태인데, 이 신호가 잡힌다는 건 단순히 대기가 있다는 뜻을 넘어 대기가 우주로 빠져나가고 있다는 의미다. 적색왜성은 강한 항성풍과 자외선을 뿜기 때문에, 가까이 도는 행성의 대기가 벗겨지고 있는지 여부는 그 행성이 지금도 대기를 붙들고 있는지 판단하는 열쇠가 된다.
실제로 몇 년 전 지상 망원경 관측에서 LHS 1140 b의 헬륨 신호가 보고된 적이 있었다. 이번 연구는 그 보고를 우주 망원경으로 검증한 것이다.
결과: 네 번 모두 없었다
Katherine A. Bennett 등 16명의 연구진은 2023년부터 2026년까지 제임스웹 우주망원경(JWST)의 NIRISS/SOSS 장비로 이 행성의 통과 현상을 네 차례 관측했다.
논문의 핵심 문장은 이렇다. 관측 장비는 "이전에 보고된 수준의 헬륨 흡수를 검출할 수 있는 감도"를 갖추고 있었지만, 네 번의 관측 어디에서도 헬륨은 나타나지 않았다. 연구진은 지상 관측에 기반한 기존 최적 모델을 매 관측마다 3σ 이상의 신뢰도로 기각했다.
3σ는 "우연히 이런 결과가 나올 확률이 약 0.3% 이하"라는 뜻이다. 그것도 한 번이 아니라 네 번 모두. 같은 날 Radica가 별도로 발표한 논문도 동일한 데이터셋에서 헬륨 흡수에 엄격한 상한선을 제시했다.
즉 기존의 지상 관측 신호는 행성의 대기가 아니라 다른 무언가였을 가능성이 높다.
'없다'는 결과가 왜 중요한가
검출 실패는 뉴스가 잘 되지 않는다. 하지만 이 결과가 갖는 의미는 세 가지다.
첫째, 지상 관측과 우주 관측의 차이를 보여준다. 지구 대기는 그 자체로 노이즈다. 지상 망원경이 잡아낸 미약한 신호가 우주 망원경에서 사라졌다면, 그 신호의 출처를 다시 물어야 한다.
둘째, 이 행성의 정체가 다시 열렸다. 논문은 "LHS 1140 b의 본질은 여전히 미스터리로 남는다"고 적었다. 헬륨이 없다는 건 대기가 없다는 뜻일 수도 있고, 대기가 있지만 탈출하지 않을 만큼 잘 붙들려 있다는 뜻일 수도 있다. 후자라면 오히려 좋은 소식이다. 이번 결과는 두 가능성 중 어느 쪽도 배제하지 못한다.
셋째, 재현 실패가 정상적으로 작동했다. 앞선 보고를 더 좋은 장비로 검증하고, 결과가 다르면 그대로 공개하는 것. 화려하지 않지만 이게 과학이 스스로를 교정하는 방식이다.
정리하면
- LHS 1140 b는 49광년 거리에 있는, 생명체 거주가능 영역 안을 도는 행성이다. 암석 행성인지 물의 행성인지도 아직 확정되지 않았다.
- JWST로 4년간 4회 관측했으나 준안정 헬륨은 검출되지 않았고, 기존 지상 관측 모델은 매번 3σ 이상으로 기각됐다.
- 대기가 없는 것인지, 있지만 탈출하지 않는 것인지는 아직 미결이다. 후속 대기 분석이 남아 있다.
출처
- Bennett, K. A., Gascón, C., Lustig-Yaeger, J., et al. (2026). No Helium Detected in LHS 1140 b from Four JWST NIRISS/SOSS Transits. arXiv:2608.13473. 원문 보기 — CC BY 4.0
- 행성 제원(거리·항성 분광형·복사량·조성 추정): LHS 1140 b — Wikipedia, CC BY-SA 4.0
- Radica, M. (2026). Strict Limits on Helium Absorption from LHS 1140 b from Four JWST NIRISS Transits. arXiv:2608.13470. 원문 보기
본문 중 인용 부호로 묶인 문장은 위 논문(CC BY 4.0)의 초록을 옮긴 것입니다.