우주 이야기 474 - 은하계의 중심을 향하는 케플러 우주 망원경

(As an exoplanet passes in front of a more distant star, its gravity causes the trajectory of the starlight to bend, and in some cases results in a brief brightening of the background star as seen by a telescope. The artistic concept illustrates this effect. This phenomenon of gravitational microlensing enables scientists to search for exoplanets that are too distant and dark to detect any other way.

Credits: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle)

 케플러 우주 망원경이 응급모드(Emergency mode)로 들었다가 다시 복구되었습니다. 사실 케플러가 이상을 일으킨 것은 새로운 임무를 수행하기 직전이었습니다. 이번 사태로 말미암아 K2 임무의 9번째 캠페인인 마이크로렌징 관측 임무 ( K2 mission's microlensing observing campaign, called Campaign 9)가 무산될 뻔 했으나 이제 다시 본 궤도에 오르게 되었습니다. 

 마이크로렌징은 중력 렌즈를 이용한 관측 기술입니다. 중력렌즈 효과는 아인슈타인의 상대성 이론으로 예언된 효과로 중력에 의한 공간의 휘어짐이 빛을 휘게 만들어서 마치 렌즈 같은 현상을 일으키는 것입니다. 이를 통해 과학자들은 멀리 떨어진 은하나 퀘이사를 더 확대해서 볼 수 있습니다. 

 중력렌즈는 처음에는 은하단이나 은하처럼 큰 질량을 가진 천체에서 주로 발견되었으나 현재는 관측기술의 발전으로 인해 아주 작은 천체의 중력렌즈 효과를 발견할 수 있게 되었습니다. 이를 마이크로 중력렌즈 혹은 마이크로렌징(microlensing) 기술이라고 부릅니다. 마이크로 중력렌즈를 통해서 검증할 수 있는 천체의 크기는 행성 수준까지 내려갈 수 있습니다. 

 이번 임무에서 관측하려는 것은 바로 떠돌이 행성들입니다. 우주에는 항성 주변을 공전하지 않는 떠돌이 행성들이 존재하는데, 보통 매우 어둡기 때문에 이를 관측하기가 어렵습니다. 따라서 얼마나 흔하게 존재하는지 알 방법이 없는 상태입니다. 동시에 마이크로렌징효과는 목성이나 해왕성처럼 모성에서 먼 행성을 관측할 수 있는 방법이기도 합니다. 

 케플러 우주 망원경과 지상의 망원경들은 서로 협력해서 별이 많은 은하계 중심부를 향해 7월 1일까지 관측을 시행할 것입니다. 이를 통해서 많은 수의 마이크로렌징 효과를 관측할 수 있기를 기대하고 있습니다. 다행히 케플러가 복구되어 늦지 않게 임무를 시작할 수 있게 되었습니다. 

(In a global experiment in exoplanet observation, the K2 mission and Earth-based observatories on six continents will survey millions of stars toward the center of our Milky Way galaxy. Using a technique called gravitational microlensing, scientists will hunt for exoplanets that orbit far from their host star, such as Jupiter is to our sun, and for free-floating exoplanets that wander between the stars. The method allow exoplanets to be found that are up to 10 times more distant than those found by the original Kepler mission, which used the transit technique. The artistic concept illustrates the relative locations of the search areas for NASA's K2 and Kepler missions.

Credits: NASA Ames/W. Stenzel and JPL-Caltech/R. Hurt)

(동영상)

 이번 임무에서 얼마나 많은 떠돌이 행성이나 혹은 모성에서 멀리 떨어진 행성들이 발견될지는 장담하기 어렵습니다. 하지만 많은 수의 마이크로렌징 효과를 발견하지 못하더라도 앞으로의 연구에 중요한 데이터를 확보할 수 있을 것으로 기대합니다. 물론 이번 관측으로 놀라운 사실이 밝혀질지도 모를 일이죠.

 이전의 외계 행성 탐사와 마찬가지로 케플러는 동시에 여러 별을 관측해 마이크로렌징이 의심되는 천체를 고를 것이고 지상의 망원경이 이를 다시 검증하는 방식으로 연구가 진행될 것으로 보입니다. 케플러와 지상 망원경이 협력으로 좋은 성과를 거두기를 기대해 보겠습니다. 

 참고 

http://www.nasa.gov/feature/mission-manager-update-kepler-recovered-from-emergency-and-stable

http://www.nasa.gov/feature/ames/kepler/searching-for-far-out-and-wandering-worlds