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우주 이야기 1481 - 가장 빠른 외계 행성 포착


 

(This artist’s concept visualizes a super-Neptune world orbiting a low-mass star near the center of our Milky Way galaxy. Scientists recently discovered such a system that may break the current record for fastest exoplanet system, traveling at least 1.2 million miles per hour, or 540 kilometers per second. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC))

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(This artist’s concept visualizes stars near the center of our Milky Way galaxy. Each has a colorful trail indicating its speed –– the longer and redder the trail, the faster the star is moving. NASA scientists recently discovered a candidate for a particularly speedy star, visualized near the center of this image, with an orbiting planet. If confirmed, the pair sets a record for fastest known exoplanet system. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC))

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과학자들이 지금까지 발견된 것 가운데 가장 빠른 외계 행성계를 발견했습니다. 이 외계 행성은 적어도 초속 540km로 은하계를 이동하고 있는데, 이는 태양계보다 두 배 빠른 것입니다.

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이 발견은 2011년 포착된 우연한 미세 중력 렌즈 현상에서 시작됐습니다. 중력 렌즈는 은하 같이 큰 천체에 의해 빛의 경로 바뀌면서 렌즈처럼 뒤에 있는 천체를 더 밝게 보이는 현상으로 이중에서도 행성처럼 질량이 작은 물체가 일으키는 중력 렌즈 현상을 미세 중력 렌즈라고 합니다.

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메릴랜드 대학의 박사 후 연구자인 숀 테리 (Sean Terry, a postdoctoral researcher at the University of Maryland)는MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) 데이터를 분석해 행성급 천체에 의한 것으로 보이는 중력 렌즈 효과가 2011년 있었다는 것을 발견했습니다.

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그를 포함한 과학자 팀은 모성과 행성에 해당하는 천체의 질량비가 2,300배 정도라는 것을 확인했으나 정확한 질량은 확인하기 어려웠습니다. 미세 중력 렌즈는 기본적으로 우연히 뒤에 있던 별의 밝기를 증폭시킨 후 잠깐만에 사라지기 때문입니다.

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다만 가장 가능성 있는 시나리오는 태양 질량의 20% 되는 어두운 별과 지구 질량의 29배 돠는 행성 또는 목성 질량의 4배 정도 되는 떠돌이 행성과 지구보다 작은 위성입니다. 전자도 흥미롭지만 후자는 외계 위성을 포착한 셈이기 때문에 더 흥미로운 결과입니다.

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연구팀은 유럽 우주국의 가이아 데이터와 W.M. 켁 망원경을 이용해 지구에서 24,000광년 떨어진 지점에서 강력한 후보를 발견했습니다. 이 별의 속도는 평면으로 해석해서 초속 540km 이기 때문에 3차원 공간에서 실제 속도는 은하계의 중력을 탈출할 수 있는 초속 600km 이상일 수 있습니다.

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다만 정말한 고해상도 관측을 통해 단지 비슷한 방향에 있는 별로 판정될 경우 다시 떠돌이 행성과 위성의 가능성도 배제할 수 없습니다. 연구팀은 앞으로 발사 예정인 낸시 그레이스 로만 우주 망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope)이 이에 대한 해답을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-02-scientists-candidate-speediest-exoplanet.html

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Sean K. Terry et al, A Candidate High-velocity Exoplanet System in the Galactic Bulge, The Astronomical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/ad9b0f

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