우주에는 태양처럼 단독으로 존재하는 별도 있지만, 사실 두개 이상의 별이 쌍성계룰 이루는 경우도 매우 흔하며 심시어 삼성계, 사성계 이상을 이루는 경우도 존재합니다. 과거에는 태양같은 단성계에 주로 행성들이 분포한다고 생각해왔지만 최근의 연구에서는 쌍성계나 삼성계에서도 외계 행성들이 발견되고 있습니다. 사실 우리에서 가장 가까이 있는 삼성계인 알파 센타우리에서도 행성의 존재가 발견되었죠.
그리고 최근 국제 천문학자 팀은 지구에서 무려 3000 광년이나 떨어진 장소에 있는 쌍성계에서 지구와 비슷한 형태의 외계 행성을 찾아내는데 성공했습니다. 이들이 발견한 외계 행성은 스타워즈에 나오는 타투인 행성처럼 동일한 크기의 태양 두개 (사실은 복사 해서 붙인 것) 가 있지는 않겠지만 매우 독특한 구조를 하고 있습니다.
OGLE-2013-BLG-0341LBb 라는 꽤 복잡한 이름의 이 외계 행성은 두개의 적색 왜성중 한개의 주위를 돌고 있습니다. 이 적색 왜성은 태양 질량의 13% 정도에 불과한 작고 차가운 별로써 태양 질량의 15% 정도 되는 다른 적색 왜성 한개와 쌍성계를 이루고 있습니다. 이 두 적색 왜성은 대략 15 AU 정도 거리를 두고 서로의 질량 중심을 공전 중인데, 이 중에서 좀더 작은 별 주위를 지구 질량의 두 배 정도 되는 외계 행성 OGLE-2013-BLG-0341LBb 이 0.8 AU 거리에서 공전 중에 있습니다.
(두개의 적색 왜성이 15 AU 정도 거리에서 공전하고 있고 그 중 한 적색 왜성 주변에는 지구 질량의 2 배 정도 되는 별이 0.8 AU 거리에서 공전 중 This artist's rendering shows a newly discovered planet (far right) orbiting one star (right) of a binary star system. The discovery, made by a collaboration of international research teams and led by researchers at The Ohio State University, expands astronomers' notions of where to look for planets in our galaxy. Credit: Cheongho Han, Chungbuk National University, Republic of Korea.)
(동영상. 한국에서 제작된 영상은 정말 가뭄에 콩나듯 보는 것인데 아무튼 반갑네요. )
본래 이 정도 거리에 떨어진 외계 행성을 찾는 다는 일은 거의 가능하지 않은 일이었습니다. 이 특별한 목적을 위해서 칠레, 뉴질랜드, 이스라엘, 오스트레일리아에 위치한 망원경들이 동원되었습니다. 네개의 팀 - OGLE, MOA, MicroFUN (the Microlensing Follow Up Network), and the Wise Observatory - 의 관측 결과는 극도로 미세한 중력 렌즈 효과를 찾는 데 필요한 데이터를 제공했습니다.
이 데이터는 충북대학의 한정호 (professor Cheongho Han at Chungbuk National University in Korea) 교수팀에 의해서 컴퓨터를 통해 분석되었습니다. 이들이 찾는 것은 아주 작은 행성이 별 앞을 지날 때 매우 미세하게 별빛이 변화되는 미세 중력 렌즈 효과였는데, OGLE-2013-BLG-0341LBb 에서 이를 입증하는데 성공했던 것입니다. 행성의 질량이 별에 비해 얼마나 작은지를 생각하면 놀라운 일이라고 하겠습니다.
(참고로 관측자의 시선에서 별 앞에 행성이 놓이게 되면 물론 밝기가 감소하는 식현상이 나타나며 이를 관측하는 것이 케플러 우주 망원경임. 그러나 동시에 나타나는 중력 렌즈 효과는 별의 빛을 미세하게 굴절시켜 변화를 주게 됨. 연구팀이 찾아낸 것은 바로 후자임)
연구의 주저자인 스콧 가우디 오하이오 주립대 교수 (Scott Gaudi, professor of astronomy at Ohio State) 이 성과에 대해서 마이크로 중력 렌즈의 힘을 이용해서 아주 멀리 떨어진 외계 행성의 존재는 물론 질량과 공전 궤도까지 알아낸 쾌거라고 설명했습니다. OGLE-2013-BLG-0341LBb 는 그 자체로도 흥미로운 연구 대상이긴 하지만 사실 이 외계 행성을 발견한 방법 자체가 획기적인 것으로써 향후 천문학자들이 아주 멀리 떨어진 행성이나 심지어 위성의 존재를 밝혀내는데 도움을 줄 것으로 생각됩니다. 식현상으로 찾아내지 못한 행성도 찾을 수 있을테니 말이죠.
멀리 떨어진 외계 행성을 찾는데 식현상 대신 중력 렌즈를 이용하는 OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) 연구는 2013 년부터 시작되었는데, 현재는 궁수자리 방향으로 2만 광년까지 떨어진 별들의 정보를 수집하고 있다고 합니다. 비록 우연의 힘을 받아야 하지만 우리 은하계에도 무수히 많은 별들이 있으므로 언젠가 진짜 저 멀리 지구와 비슷한 별을 찾아내는 성과를 거둘 지도 모르는 일입니다.
참고로 OGLE-2013-BLG-0341LBb 의 경우 0.8 AU 거리라도 너무 어두운 모성 주변을 공전하고 있기 때문에 지구와는 달리 얼어붙은 세계일 것으로 생각됩니다. 어쩌면 이런 얼음 행성에도 생명체가 존재할 지 모르는 일이지만 아무튼 지구와 비슷한 것은 질량과 공전 궤도 뿐이라고 하겠습니다. 하지만 앞서 언급했듯이 이 연구는 앞으로의 성과가 더 기대되는 만큼 실망할 필요는 없을 것 같습니다. 더불어 한국팀이 참여한 연구라서 더 기분이 좋기도 하네요.
이 연구는 사이언스에 실렸습니다.
참고
Journal Reference:
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