외계 행성의 발견, 왜 중요할까
외계 행성의 발견, 왜 중요할까
  • 문현식
  • 승인 2018.11.26 22:00
  • 조회수 4045
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외계 행성. 출처: Fotolia
외계 행성. 출처: Fotolia

깜짝 퀴즈! 한국이 출연한 연구기관이 외계 행성을 발견한 적은 있을까요? 없을까요? 정답은 바로 '있다'입니다. 한국천문연구원이 무려 2개나 발견했습니다.

 

생명체가 존재하는 행성을 찾는 건 천문학계 최대 화두입니다. 이런 상황에서, 한국천문연구원은 태양계에서 매우 가까운 외계 행성을 세계 최초로 발견하는 데 성공한 바 있습니다. 한국천문연구원이 발견한 외계 행성 중 하나는 목성 질량의 4배 정도나 되는 무거운 행성이었습니다. 지구로부터 2,000광년 떨어진 곳에 존재하며 태양계에서 매우 가까운 편입니다. <한국천문학회지:Journal of the Korean Astronomical Society>가 이 외계 행성의 발견을 인정했죠.

 

한국천문연구원이 발견했던 두 번째 외계 행성은 목성 질량의 0.7배 정도이며 지구로부터 약 2만7,000광년 떨어진 곳에 있습니다. 천문학 분야에서 사실상 최상위급 학술지로 평가 받는 <천체물리학저널:The Astrophysical Journal>이 두 번째 외계 행성의 발견 과정을 정리한 연구 논문 게재를 승인했습니다. 이 두 개의 외계 행성은 다른 지금까지 어느 관측소에서도 발견하지 못했던 행성들입니다.

 

지구 크기의 외계행성 케플러-186f 상상도, 출처:미국항공우주국
지구 크기의 외계 행성 케플러-186f 상상도, 출처: NASA

비단 한국 뿐만 아니라 전 세계가 외계 행성 탐사에 뛰어들고 있습니다. 미국항공우주국 NASA는 지난해 지구로부터 39광년 떨어진 곳에서 트라피스트-1이라는 작은 별을 발견했는데요. 이 왜성 주변에 지구와 유사한 7개의 행성이 무더기로 발견돼 놀라움을 안겨주기도 했습니다.

 

또 영국에서는 목성 만한 크기의 거대한 외계 행성을 발견하기도 했습니다. 목성 같은 가스행성이지만 태양 크기의 절반 만한 작은 별 주위를 돈다고 합니다. 이들은 태양-지구 거리의 3%에 불과한 좁은 거리에서 2.5일에 한 번씩 공전한다고 하네요. 거대한 행성이 어떻게 조그마한 별을 공전하는지 현재 이론으로는 설명이 불가능하죠.

 

이렇게 각국이 외계 행성 발견에 뛰어드는 건 과학에 대한 인류의 지평을 넓힐 수 있어서입니다. 영국에서 발견한 외계 행성처럼 최근 발견되는 행성들은 인간의 지식으로는 해결하기 힘든 기상천외한 경우가 종종 있습니다. 예컨대 지구에서 1,400광년 떨어진 곳에 위치한 행성은 2개의 태양 주위를 돌고 있습니다. NASA가 2009년 발견한 별은 무려 4개의 태양 주위를 돌고 있었습니다.

 

우리 태양계의 미래도 점쳐볼 수 있습니다. 태양의 나이는 40억~50억년입니다. 인간으로 치면 꽤 나이가 많아 보이지만 우주에서는 아직 젊은 편입니다. 과학자들은 우주에서 아직 태양계가 경험하지 않았던 미래의 실마리를 찾곤 합니다. 예컨대 태양의 수명이 다해 폭발하면 어떻게 될까요. 이탈리아 과학자들은 페가수스자리에서 태양과 유사한 별이 노년기를 지나 폭발하는 현상을 추적했습니다. 그 결과 태양이 폭발하면 지구의 위치가 밀려나고 지구에 엄청난 열을 방사한다는 사실을 추정해 내기도 했습니다.

 

외계 행성 상상도. 출처: 미국항공우주국
외계 행성 상상도. 출처: 미국항공우주국

외계 행성은 인류가 오랫동안 찾기를 갈망하던 외계 생명체를 탐색하는 단서이기도 합니다. 아쉽게도 아직 인류는 공식적으로 외계 행성에서 생명체의 흔적을 발견하지 못했습니다. 하지만 과학자들은 지구와 비슷한 외계 행성을 자꾸 찾아내다 보면 확률적으로 언젠가는 외계 생명체도 찾아낼 수 있을 거라고 믿고 있습니다. 우리 은하 내에는 태양계 같은 행성계가 수천억개는 존재하는 것으로 알려집니다.

 

외계 행성을 찾아내는 대표적인 장치가 케플러의 우주 망원경입니다. 미항공우주국이 보유한 우주 망원경은 아예 제2의 지구를 찾는 게 주임무입니다. 지금까지 2,682의 외계 행성을 발견하고 지난 11월 16일 은퇴했죠. 한국도 2015년부터 '외계행성탐색시스템'이라는 장비를 가동하고 있습니다. 직경 1.6m 크기의 거울을 장착한 망원경과 3억4,000만 화소의 초대형 모자이크 카메라로 구성되어 있습니다. 칠레·남아공·호주 등 남반구 3개 국가에 관측소를 설치하고 은하 중심부를 24시간 연속 관측하고 있죠. 

 

케플러 우주망원경. 출처: 미국항공우주국
케플러 우주망원경. 출처: 미국항공우주국

지금 이 순간에도 외계 행성을 찾고 있는 관측소는 서로 다른 거리에 있는 두 개의 별이 시선 방향에 정확히 일직선으로 놓일 때 발생하는 미시중력렌즈(microlensing) 현상을 이용합니다. 렌즈 작용을 하는 별에 행성이 있으면 밝기가 달라지는데, 이를 분석해서 행성의 존재과 물리량을 산출하는 원리입니다. 별에 중력으로 묶여있지 않은 나홀로 행성의 경우 다른 방식으로 찾기가 극히 희박한데, 이런 중력렌즈 현상을 이용하면 이런 행성도 발견할 수 있다고 합니다. 외계 행성 참색의 일등 공신이죠.

 

물론 이 시스템도 아직 생명체의 근거를 찾아내지는 못했습니다. 하지만 만약 언젠가 '외계행성탐색시스템'이 생명체 존재 가능성이 있는 외계 행성을 찾는다면 한국은 우주사에 이름을 남기게 되는 것입니다. 외계 행성을 발견하다 보면 언젠가 '제2의 지구'를 찾을 수도 있겠죠?


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