출처:바르샤바대 천문대

우주에서 발견되는 외계행성 중에는 어떤 중심별 주위도 돌지 않고 홀로 떠다니는 떠돌이 행성이 있다. 지난달 30일 폴란드와 한국 연구팀이 우리 은하에서 지금까지 발견된 행성 중 가장 작은 떠돌이 행성을 발견했다. 떠돌이 행성의 발견 방법과 의의에 대해 알아보자.

 

  지난달 30일 폴란드 바르샤바대 오글(OGLE) 연구팀과 천문연구원 외계행성 탐색시스템(KMTnet, Korea Microlensing Telescope Network) 연구팀이 지구 질량의 0.3배인 떠돌이 행성을 발견했다고 밝혔다.

  연구팀은 이 행성이 별의 궤도를 돌고 있을 수도 있지만 적어도 8천문단위(AU) 거리 안에는 별이 없는 것으로 보인다고 밝혔다. 1AU는 지구-태양 거리로 1억 5천만 km이다.

 

  외계행성은 지구로부터 거리가 멀고 스스로 빛을 낼 수 없어 직접 관측하기가 거의 불가능하다. 대신 천문학자들은 외계행성이 지구처럼 중심별 주위를 공전하는 것을 이용해 중심별을 통과할 때 별빛을 가려 주기적으로 어두워지는 ‘식 현상’을 이용해 발견한다.

  또 다른 방법으로는 중력 마이크로렌즈 현상이 있다. 중력 마이크로렌즈란 질량이 큰 천체가 렌즈처럼 작용해 멀리 있는 별에서 오는 빛을 휘게 하거나 증폭시키는 현상이다. 하지만 최근 새롭게 발견되는 떠돌이 행성들은 주위에 별이 없고 크기와 질량이 작아 이 방법을 이용하기 어렵다.

 

  관측하기 힘든 떠돌이 행성의 중력 마이크로렌즈 현상을 KMTnet 1.6m 망원경으로 관측해냈다. 발견된 현상은 단 42분 동안만 지속됐다.

  KMTnet은 한국천문연구원이 주관하는 ‘외계행성 탐색시스템’으로 2009년부터 시작됐다. 생명체가 존재할 가능성이 있는 지구형 외계행성을 발견하는 것을 최종 목표로 두고 있다. 직경 1.6m 크기의 거울을 장착한 광시야망원경(KMTnet 망원경)과 3.4억 화소의 모자이크 CCD 카메라를 칠레·남아프리카공화국·호주의 관측소에 설치해 우리은하 중심부를 24시간 연속 모니터링하고 있다. KMTnet은 외계행성 탐색 이외에도 초신성·소행성·외부은하 등 광시야 관측에 적합한 연구도 진행하고 있다.

 

  태양계와 같은 젊은 행성계의 형성과 진화과정에 대한 이해를 넓히는 데 기여할 것으로 기대된다. 또한 태양계의 미래에 대해서도 추정해 볼 수 있다. 페가수스 자리에서 태양과 유사한 별이 노년기를 지나 폭발하는 현상을 추적한 결과 태양이 폭발하면 지구의 위치가 밀려나고 지구에 엄청난 열을 방사한다고 추정해냈다. 뿐만 아니라 외계 생명체 탐색의 단서로도 사용되고 있다.