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우주 이야기 644 - 마이크로 중력 렌즈 기술로 별보다 작은 천체를 찾아내다



(Keck AO image of the MOA-2012-BLG-006 event. The cross marks the expected position. Credit: Poleski et al., 2017.)


 과학자들은 중력의 힘을 이용해서 여러 가지 천문 현상을 설명하고 미지의 천체를 찾아냈습니다. 예를 들어 중력의 크기를 계산해서 관측되지는 않지만 중력을 행사하는 암흑 물질의 존재를 알아냈습니다. 동시에 아인슈타인의 상대성 이론에서 예측된 중력 렌즈는 실제로 발견되어 멀리 떨어진 은하를 관측하는데 큰 도움이 되고 있습니다. 


 중력 렌즈는 관측하고자 하는 천체와 관측자 중간에 중력을 행사하는 천체 (보통 은하나 은하단)가 있어 이 천체의 중력에 의해 빛의 경로가 굴절되어 렌즈처럼 작용하는 현상입니다. 물론 별처럼 상대적으로 작은 천체도 중력 렌즈 현상을 일으킬 수 있지만, 그 정도가 매우 미미해서 관측이 어렵습니다. 하지만 최신 관측 기술의 발전으로 이제 이런 마이크로 중력 렌즈 (gravitational microlensing) 효과를 관측하는 일이 가능해졌습니다. 


 최근 천문학자들은 마이크로 중력 렌즈 기술로 별 주변에 있는 작은 갈색 왜성 혹은 큰 행성을 찾아냈습니다. MOA-2012-BLG-006L라고 부르는 마이크로 중력 렌즈 현상은 Microlensing Observations in Astrophysics (MOA) 그룹에 의해 2012년 2월 9일 처음 보고되었으며 다른 연구팀인 Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE)에 의해서도 같이 관측되었습니다. 


 과학자들은 이 마이크로렌징 현상의 정체를 밝히기 위해 지상의 다양한 망원경을 동원해서 이것이 목성 질량의 8.4배 정도 되는 동반 천체에 의한 것이라는 결론을 내렸습니다. 별 자체는 태양 질량의 절반이므로 대략 1대 100 정도의 질량비입니다. 거리는 10.2 AU로 목성 궤도보다 더 먼 거리로 추정되었습니다. 그러나 연구팀은 목성질량의 13배 정되되는 갈색왜성급 천체 가능성도 열어놨습니다. 


 MOA-2012-BLG-006Lb라고 불리는 동반 천체가 큰 행성일 경우 마이크로 중력 렌즈 기술을 이용해서 찾아낸 외계 행성이 됩니다. 이 경우 직접 행성을 관측한 것인데, (사진 참조) 앞으로 마이크로 중력 렌즈 관련 기술이 더 발전하면 더 작은 천체도 직접 관측이 가능할 것으로 기대됩니다. 간접적인 방식이 아닌 직접 관측을 통해서 우리는 외계 행성의 존재는 물론 그 특징에 대해서 더 잘 알 수 있기 때문입니다. 


 참고 


 A companion on the planet/brown dwarf mass boundary on a wide orbit discovered by gravitational microlensing, arXiv:1704.01121 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/1704.01121


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