외계행성 도는 달 첫 발견

외계행성 도는 달 첫 발견

입력 2018.10.04. 10:36 수정 2018.10.04. 17:26

               

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케플러1625b 외계행성 관측 데이터 분석
행성 지난 뒤 빛이 감소하는 현상 관찰
달의 중력으로 외계행성 움직임도 변화
연구팀 "달 확정 위해 추가 분석 필요"

[한겨레]

미국 연구팀이 태양계 밖의 외계행성에 달이 존재한다는 사실을 처음 밝혀냈다. <사이언스 어드밴시스> 제공

외계행성을 도는 달이 처음 발견됐다.

미국 콜롬비아대 연구팀은 4일 미국 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경과 허블우주망원경 자료를 토대로 분석한 결과 지구에서 8천광년 떨어진 목성 크기의 행성 ‘케플러 1625b’를 돌고 있는 해왕성 크기의 달이 존재하는 증거를 찾아냈다고 밝혔다. 연구팀 논문은 과학저널 <사이언스 어드밴시스> 이날치에 실렸다.

이들이 찾아낸 천체가 케플러 1625b를 공전하는 것이 맞다면 태양계 밖의 외계행성에서 처음으로 달이 발견되는 셈이다. 이 달의 존재가 처음 포착된 지난해 7월 연구팀은 조심스럽게 케플러 1625b의 위성이라고 결론내렸다. 하지만 허블우주망원경의 충분한 자료를 검토한 뒤에야 케플러 1625b의 달임을 확신할 수 있었다. 하지만 연구팀은 “우리의 분석은 엄격했지만 이 천체가 외계행성의 위성임을 확정하기 위해서는 후속 연구가 필요하다”고 여전히 조심스러운 반응을 보였다.

최근 나사 케플러우주망원경은 관찰자와 항성 사이를 지나는 ‘통과행성’ 284개에서 위성을 탐색하는 활동을 했다. 별의 빛이 잠깐 동안 흐려지는 것을 관찰하는 방식이다. 데이터는 케플러 1625b에 공전하는 위성이 있을 수 있음을 보여줬다. 논문 저자인 앨릭스 티체이와 데이비드 키핑은 이 외계행성을 관찰하기 위해 40시간의 허블우주망원경 관찰시간을 따냈다. 허블의 정확도(해상도)는 케플러망원경보다 4배 높다.

연구 결과 외계위성일 가능성을 보여주는 두가지 단서가 포착됐다. 하나는 별의 광도가 감소하는 것이고, 또다른 하나는 달의 중력 효과를 받은 것처럼 별과 관찰자 사이를 통과하는 시간에 변화가 있었다는 점이다. 허블마원경 데이터들은 케플러 1625b의 통과가 끝난 뒤 3시간 반 뒤에 별의 밝기가 아주 작지만 감소하는 현상이 있음을 보여줬다. 키핑은 “마치 목줄에 매인 애완견이 주인을 따라 가는 것처럼 행성을 따라가는 달의 존재를 알려주고 있다”고 말했다.

미국 연구팀이 목성 크기의 외계행성에 해왕성 크기의 달이 공전하고 있음을 증명했다. <사이언스 어드밴시스> 제공

연구팀은 외계행성의 위성임을 밝히려면 허블망원경 관찰 자료를 좀더 심도 있게 분석하는 동시에 케플러 망원경의 광도측정 자료를 좀더 정밀하게 분석해야 한다고 밝혔다. 달이라면 다른 망원경으로 관찰한 통과 장면 모두에서 같은 설명을 할 수 있어야 하기 때문이다. 연구팀의 조사로는 케플러 1625b의 통과 기록이 허블망원경에서는 예측한 것보다 1시간20분이 일찍 일어났다. 이는 외계행성 위성의 존재를 확인하는 방법의 하나로 제안된 티티브이(TTV·통과 시간 변이, 외계행성을 찾아내는 방법의 하나)가 존재함을 보여준다. 티티브이는 원리상 항성계에 있는 다른 행성의 중력에 의해 발생해야 하는데, 4년 동안 케플러망원경에서 두번째 행성은 발견되지 않아 연구팀은 또다른 외계행성이 아니라 외계행성의 위성임을 확신했다.

이근영 선임기자 kylee@hani.co.kr