외계행성 '발견의 시대'…5000개 넘었다 : 과학 : 미래&과학 : 뉴스 - 한겨레

첫 발견 30년만에…최단거리 4광년
2020년대 안에 수만개 발견 기대

천문학자들이 발견한 외계행성 수가 5000개를 넘어섰다. 나사 제공

천문학자들이 우주망원경 등을 통해 확인한 외계행성의 수가 5000개를 넘어섰다. 외계행성이란 태양이 아닌 다른 항성을 공전하는 행성을 말한다. 1992년 처음으로 외계행성을 발견한 지 30년만이다. 미 항공우주국(나사)은 21일 새로운 외계행성 65개가 이날 ‘나사 외계행성 기록보관소’(NASA Exoplanet Archive)에 추가됨으로써 지금까지 발견한 외계행성 수가 5005개에 이르렀다고 발표했다. 기록보관소는 동료 심사를 거친 과학 논문에 나타난 외계행성 발견을 기록하고 있다. 발견된 외계행성 중 35%는 해왕성이나 천왕성 같은 얼음 행성, 31%는 지구보다 큰 암석행성일 가능성이 큰 슈퍼지구, 30%는 토성이나 목성 같은 거대한 가스 행성이며, 나머지 4%가 지구와 비슷하거나 조금 작은 암석 행성이다. 캘리포니아공대가 운영하는 기록보관소의 과학책임자 제시 크리스천슨은 “이것은 단순한 숫자가 아니며, 이들 각각은 새로운 세계”라고 말했다.

지금까지 발견한 외계행성의 분포도. 원의 크기는 궤도의 크기를 나타낸다. 나사 동영상 갈무리

1992년 처녀자리에서 확인한 최초의 외계행성은 펄서(맥동성)로 알려진 일종의 중성자별(PSR 1257+12) 주위를 공전하는 2개의 행성(PSR B1257+12 B, PSR B1257+12 C)이었다. 중성자별은 빠르게 회전하는 별의 잔해로, 밀리초 단위의 빠른 속도로 뜨거운 열을 내뿜는다. 태양과 비슷한 별을 공전하는 외계행성으로는 1995년에 확인한 51광년 거리의 51페가시(페가수스자리 51번 별) 주위를 도는 행성이 처음이었다. 목성 질량의 절반에 해당하는 이 가스 행성의 공전 주기는 4일이다. 발견된 외계 행성 중 지구와 가장 가까운 것은 2016년에 발견한 약 4광년(40조km 이상) 거리의 프록시마b이다.

외계행성 발견의 봇물을 터뜨린 케플러우주망원경. 나사 제공

우리 은하에만 수천억개 추정

외계행성의 발견은 나사가 2009년 케플러우주망원경을 발사하면서 가속도가 붙었다. 케플러망원경은 9년 동안 2600여개의 외계행성을 발견한 뒤 2018년 은퇴했고, 지금은 그해 발사된 테스(TESS) 우주망원경이 임무를 이어받아 새로운 외계행성을 찾고 있다. 나사는 “우리 은하에만도 수천억개의 행성이 있을 것”이라고 밝혔다. 크리스천슨은 “5000개의 외계행성 중 4900개가 지구에서 수천광년 이내에 있다”며 “태양계가 우리 은하 중심에서 3만광년 떨어져 있다는 사실을 생각하면 우리 은하에는 아직 발견하지 못한 행성이 1000억~2000억개 더 있을 것”이라고 말했다. 최초의 외계행성 발견 논문을 국제학술지 ‘네이처’에 발표한 알렉산데르 볼시찬(Alexander Wolszczan)은 “중성자별 주변에서 행성을 찾을 수 있다면 행성은 기본적으로 어디에나 있어야 마땅하다”며 “우리는 단순히 목록에 새로운 행성을 추가하는 것을 넘어선 발견의 시대를 열고 있다”고 말했다. 나사는 2020년대 안에 수만개의 외계행성을 발견할 수 있을 것으로 기대한다.

2027년 발사하는 나사의 낸시그레이스로먼우주망원경 상상도. 나사 제공

외계행성 어떻게 찾아내나

지난해 말 발사한 제임스웹 우주망원경은 역대 가장 강력한 성능으로 앞으로 숱한 외계행성을 포착할 것으로 예상된다. 또 2027년엔 나사의 낸시그레이스로먼우주망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope), 2029년엔 유럽우주국의 아리엘(ARIEL)우주망원경이 잇따라 발사될 예정이다. 우주망원경으로 먼 거리의 외계행성을 직접 관측하기는 어렵다. 외계행성을 찾는 데는 주로 표면통과(transit)라는 간접 방법을 활용한다. 케플러 망원경에서 처음 시도한 이 방법은 행성이 별 앞을 지나갈 때 그 그림자로 인해 별빛이 희미해지는 현상을 통해 행성을 확인하고 그 크기를 추정한다. 2018년에 발사한 테스 우주망원경은 이 방법으로 벌써 5400개가 넘는 행성 후보를 찾아냈다. 이 가운데 행성으로 확인된 것은 지금까지 203개다. 곽노필 선임기자 nopil@hani.co.kr

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