우주 이야기 1051 - 태양과 비슷한 별 주변에서 최초로 직접 관측된 외계 행성

(The VLT image of the Sun-like star TYC 8998-760-1 (top left), orbited by two giant exoplanets clearly visible as dots of light . Credit : ESO/Bohn et al.)

천문학자들은 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈지만, 사실 이 행성 가운데 직접 망원경으로 이미지를 확인한 경우는 극소수에 불과합니다. 대부분의 행성이 별에 비해 너무 어둡기 때문에 직접 관측은 어렵고 별의 흔들림이나 식현상을 관측하는 간접적인 방법으로 존재를 증명합니다. 하지만, 망원경으로 직접 관측하는 것만큼 좋은 방법이 없다는 점은 확실합니다. 망원경으로 직접 관측해야만 정확한 크기, 궤도, 표면 온도, 스펙트럼, 대기의 존재 등 중요한 정보를 확인할 수 있기 때문입니다.

최근 유럽 남방 천문대 (ESO)의 과학자들은 VLT 망원경을 이용해서 지구에서 300광년 떨어진 별 TYC 8998-760-1 주변을 공전하는 외계 행성 두 개를 직접 관측했습니다. (사진) 이렇게 먼 거리에서 외계 행성을 관측하는데 성공한 이유는 특수한 조건들 때문입니다.

TYC 8998-760-1는 생성된지 1700만년 밖에 되지 않은 아기별로 대략 160AU와 320AU 거리에 (1AU는 지구 태양 거리) 목성 질량의 14배와 6배 되는 외계 행성을 거느리고 있습니다. 적당히 떨어진 거리 덕분에 큰 외계 행성의 빛이 모항성에 가리지 않은 것입니다. (사실 목성의 14배에 해당하는 외계 행성은 행성과 갈색왜성의 경계에 있고 두 번째는 분명 행성 질량) 두 번째 비결은 큰 외계 행성들이 생성된지 얼마 되지 않아 아직 표면 온도가 뜨겁다는 것입니다. 따라서 관측이 비교적 쉬울 수밖에 없습니다.

(ESOcast 226 Light: First Image of a Multi-Planet System Around a Sun-like Star)

이번 관측 결과는 태양과 비슷한 질량을 지닌 별 주변 외계 행성을 망원경으로 직접 관측한 첫 번째 사례입니다. 다만 현재 가장 강력한 망원경으로도 여기까지가 한계라고 할 수 있습니다. 훨씬 작은 크기의 외계 행성을 관측하기 위해서는 제임스 웹 우주 망원경 같은 차세대 망원경의 힘이 필요합니다. 무사히 발사되어 더 많은 외계 행성의 이미지를 조만간 볼 수 있기를 희망합니다.

참고

https://newatlas.com/space/direct-image-two-exoplanets-sun-like-star/

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aba27e

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