(Artist's view of the Kepler-725 system. The small planet in the lower right is the newly discovered super-Earth in the habitable zone. Credit: Gu Shenghong)
(Light curves and TTV pattern of the transiting planet Kepler-725b. The TTV inversion reveals the presence of an additional super-Earth, Kepler-725c, in the system. Credit: Gu Shenghong)
과학자들은 수많은 외계 행성을 발견했지만, 아직도 기술적 한계로 발견된 행성의 대부분은 별에 가까이 있고 비교적 큰 외계 행성들입니다. 이 한계를 극복하기 위해 과학자들은 여러 가지 새로운 시도를 하고 있습니다. 중국 과학원 윈난 천문대 (Yunnan Observatories of the Chinese Academy of Sciences (CAS))의 과학자들은 그 가운데 하나인 식현상 시간 변이 (Transit Timing Variation (TTV)) 방법을 이용해 최초로 슈퍼 지구를 찾아내는데 성공했습니다.
외계 행성을 찾아내는 가장 일반적인 방법은 외계 행성이 주기적으로 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 규칙적으로 어두워지는 식현상을 포착하거나 아니면 별이 조금씩 흔들리는 것을 감지하는 시선 속도 (radial velocity, RV) 방식입니다. 그러나 전자는 행성이 지구에서 봤을 때 앞을 지나가야 한다는 한계가 있고 후자는 외계 행성이 별의 움직임에 영향을 줄 정도로 질량이 크고 가까이 있어야 한다는 단점이 있습니다. 따라서 사실 수많은 외계 행성을 발견하지 못한 채 지나치고 있는 것입니다.
TTV는 다른 행성의 식현상 주기 변이를 통해 더 멀리 떨어진 행성의 존재를 간접 증명하는 방식입니다. 연구팀은 이를 통해서 40일 주기로 태양과 비슷한 별 주위를 공전하는 외계 행성 케플러 - 72b (Kepler-725b)의 궤도 밖에서 207.5일을 주기로 공전하는 슈퍼 지구형 행성 Kepler-725c의 존재를 확인했습니다. 질량은 지구의 10배 수준인데, 과거 기술로는 이 위치에 있는 행성을 포착하기 힘들었습니다.
태양과 비슷한 별 주변에 지구와 비슷한 환경을 지닌 별이 있으려면 공전 주기가 1년에 가까워야 합니다. 따라서 지금까지 발견한 생명체 거주 가능 행성은 대부분 어두운 적색왜성 가까이 있는 지구형 행성이었습니다. 하지만 이 경우 강력한 항성풍과 플레어로 인해 대기가 안정적으로 존재하기 쉽지 않다는 문제가 있습니다. 이번에 발견된 Kepler-725b는 지구보다 1.4배 정도 많은 에너지를 받는 행성으로 조금 덥기는 하지만 액체 상태의 물이 있을 수 있어 앞으로 TTV가 제 2의 지구를 찾는데 유용한 방법이 될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.
참고
https://phys.org/news/2025-06-super-earth-habitable-zone-sun.html
L. Sun et al, A temperate 10-Earth-mass exoplanet around the sun-like star Kepler-725, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02565-z
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