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우주 이야기 108 - 쌍성계를 돌고 있는 여러개의 행성들





 이전 포스트를 통해서 점점 하나씩 쌍성계 주변에서도 외계 행성들이 발견되고 있다는 것을 설명드린 바 있습니다. 또 최근에는 삼성계나 사성계 주변에서도 외계 행성을 찾으려는 시도가 진행 중에 있습니다. SF 영화에서는 두개 이상의 태양을 가진 행성이 흔하지만 실제 쌍성계까지는 존재할 수 있음이 현재까지 알려져 있습니다. 


 참고 : 삼성계나 사성계에도 외계 행성이 존재할까  ? - http://blog.naver.com/jjy0501/100161859860
             하늘에 태양이 둘인 행성 케플러 16 b - http://blog.naver.com/jjy0501/100138240236



 그런데 나사의 케플러 우주 망원경 관측 결과에 의하면 더욱 흥미롭게도 쌍성계를 도는 여러개의 행성 시스템이 발견되었다고 합니다. 케플러 우주 망원경에 의해 처음 발견된 쌍성 주위 행성 (circumbinary planet) 인 Kepler - 16b 에 이은 흥미로운 발견이라고 할 수 있습니다. 


 이번에 발견된 케플러 - 47 (kepler - 47) 는 백조자리 (constellation Cygnus) 방향에 존재하는 항성으로 지구에서 약 4900 광년 정도 떨어져 있다고 합니다. 이 별은 쌍성계로 하나는 태양 보다 약간 작은 주계열성이며 밝기는 태양 밝기의 84% 정도 된다고 합니다. 다른 하나는 태양 크기의 1/3 정도 되는 작은 항성으로 밝기는 태양의 1% 미만인 어두운 항성입니다. 즉 하나는 태양 같은 황색 왜성이고 다른 하나는 적색 왜성입니다. 이들은 서로 7.5 일 주기로 공전합니다. 


 이 주변에는 케플러 - 47b (Kepler - 47b) 와 케플러 - 47c (Kepler - 47c) 두개의 외계 행성이 공전하고 있는 것으로 생각됩니다. 케플러 - 47 b 는 이 쌍성계를 50일 이내 주기로 공전하는데 지금까지 발견된 쌍성 주위 행성 가운데 가장 작지만 대략 지구 지름의 3 배에 달하는 행성입니다. 아마도 이 행성에는 고온의 대기가 존재할 것으로 과학자들은 예측하고 있습니다. 


 또 다른 행성 케플러 - 47c (Kepler - 47c) 는 303 일을 주기로 공저낳는 행성으로 행성 자체는 해왕성 보다 좀더 크기 때문에 아마도 가스 행성으로 생각됩니다. 다만 행성 자체는 생명체가 거주 가능한 지역 (habitable zone) 위치하고 있습니다. 과학자들은 이 행성이 밝은 수증기로 된 두꺼운 구름을 가질 것으로 추정하고 있습니다. 



(아티스트 컨셉으로 두개의 쌍성 주위를 공전하는 케플러 47 시스템의 행성들을 그림. 그림에서 보듯이 이 행성들의 하늘에는 태양같은 밝은 별과 이보다 어두운 붉은 별이 7.5 일을 주기로 공전하는 것이 보일 것임 Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle ) 



(케플러 47 c 는 생명체 거주 가능지역에 존재하는 행성으로 쌍성계 주위를 돌고 있음. 아래는 태양계와의 크기 비교.  Credit: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle ) 







 케플러 47 c 자체에는 생명체가 살기 힘들지 모르지만 어쩌면 생명체의 적응력은 우리의 상상을 초월할지도 모르고 케플러 47 c 가 화성이나 지구만한 크기의 위성을 거느리고 있을 지도 모르는 일이기 때문에 경우에 따라서는 아주 재미있는 상황이 연출될 수도 있습니다. 


 즉 케플러 47 c 에 위성에 외계생명체가 존재한다면 일단 하늘을 올려다 보면 거대한 케플러 47 c 의 모습이 보일 것이고 또 밝게 빛나는 케플러 47 주변으로 붉은 색의 동반성이 7.5일을 주기로 공전하고 있을 것입니다. 이런 위성이 만약 존재한다면 하늘의 모습은 정말 다채롭기 짝이 없을 것입니다. 이 부분은 상상이지만 아무튼 우리 은하계의 행성 시스템은 우리가 상상하는 것 이상으로 다양할 것으로 생각됩니다. 


 이번 연구는 사실 쉽지 않은 과정을 통해 이루어졌는데 식현상을 이용하는 케플러의 방식으로는 이런 쌍성계 주변을 도는 2개 이상의 행성을 밝혀내기가 쉽지는 않았기 때문입니다. 따라서 이번 연구는 케플러 우주 망원경의 예상을 뛰어넘는 성과라고 할 수 있습니다. 아마 우리 은하계에는 정말 다양하고 상상할 수도 없는 복잡한 행성 - 위성 시스템이 존재할 것입니다. 이 연구는 Science 에 실렸습니다. 



참고




Journal Reference:

Jerome A. Orosz, William F. Welsh, Joshua A. Carter, Daniel C. Fabrycky, William D. Cochran, Michael Endl, Eric B. Ford, Nader Haghighipour, Phillip J. MacQueen, Tsevi Mazeh, Roberto Sanchis-Ojeda, Donald R. Short, Guillermo Torres, Eric Agol, Lars A. Buchhave, Laurance R. Doyle, Howard Isaacson, Jack J. Lissauer, Geoffrey W. Marcy, Avi Shporer, Gur Windmiller, Thomas Barclay, Alan P. Boss, Bruce D. Clarke, Jonathan Fortney, John C. Geary, Matthew J. Holman, Daniel Huber, Jon M. Jenkins, Karen Kinemuchi, Ethan Kruse, Darin Ragozzine, Dimitar Sasselov, Martin Still, Peter Tenenbaum, Kamal Uddin, Joshua N. Winn, David G. Koch, and William J. Borucki.Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multiplanet System. Science, 2012; DOI: 10.1126/science.1228380
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