케플러망원경 지구만 한 외계행성 18개 추가 발견

2019.05.27 16:34
독일 막스플랑크 태양계연구소(MPS)와 괴팅겐대, 존네베르크 천문대 연구팀과 함께 케플러 우주망원경이 관측했던 자료를 자체 개발한 알고리즘으로 분석해 지구급 외계행성 18개를 새로 찾아냈다. 그림은 연구팀이 찾아낸 외계행성들과 지구, 해왕성의 크기 비교. 이 가운데 하나만이 항성과의 거리가 적당해 온도차가 작고 액체 상태의 물이 존재할 것으로 보인다. NASA, MPS, 르네 헬러 제공

천문학자들이 '외계행성 사냥꾼' 케플러 우주망원경으로 지금까지 찾아낸 행성의 개수는 4000개가 넘는다. 지금까지는 항성을 공전하는 행성이 항성 앞을 지날 때 별빛이 감소하는 것을 보고 외계행성의 존재를 알아냈다. 

 

하지만 이 방식으로는 지구(지름 약 1만 2756km)처럼 작은 행성을 찾기가 어렵다. 그래서 최근 독일 과학자들이 비교적 세밀하게 지구급 외계행성을 찾을 수 있는 알고리즘을 자체개발했다.

 

독일 막스플랑크 태양계연구소(MPS)와 괴팅겐대, 존네베르크 천문대 연구팀과 함께 케플러 우주망원경이 관측했던 자료를 자체 개발한 탐지 알고리즘으로 분석해 지구급 외계행성 18개를 새로 찾아, 연구 결과를 국제학술지 '천문학및천체물리학지' 17일자에 밝혔다.
 
케플러 우주망원경은 미국 항공우주국(NASA)가 2009년에 띄운 뒤 2018년 11월까지 태양계 바깥에 있는 항성과 행성을 찾았다. 그런데 2013년 망원경의 방향을 제어하는 반작용 휠 4개 중 2개가 고장 나 임무를 잠시 중단했다. 이후 정상적으로 남아 있는 반작용 휠 2개와 태양의 중력을 이용해 다시 외계행성을 찾는 'K2 임무'를 시작했다.

 

연구팀은 케플러 우주망원경이 K2임무 중에 관측했던 항성 517개를 대상으로, 자체 개발한 알고리즘을 적용했다.  

 

기존 방법대로 항성의 별빛 변화를 이용하면 목성(지름 약 14만 3000km)처럼 거대한 행성은 발견하기가 쉽지만, 지구처럼 크기가 작은 행성은 찾기가 쉽지 않다. 항성의 원래 밝기와, 행성이 앞을 지날 때의 밝기 차이가 그다지 크지 않기 때문이다. 그래서 지금까지 케플러 우주망원경으로 찾아낸 외계행성 4000여 개는 대부분 크기가 목성이나 해왕성(지름 약 5만km)만 하다.

 

연구팀이 개발한 탐지 알고리즘은 별빛이 천천히 감소했다가 가장 어두워진 다음, 다시 비슷한 속도로 천천히 증가해 원래 밝기를 유지하는 변화를 세밀하게 탐지할 수 있다. 연구팀은 이 알고리즘을 이용해 지구의 절반 크기부터 지구보다 2배 정도 큰 외계행성 18개를 찾아냈다. 

 

이 중 하나(EPIC 201238110.02)는 항성으로부터의 거리가 태양-지구 간 거리처럼 적당해 온도차가 크지 않아 액체 상태의 물이 존재할 것으로 예측됐다. 외계생명체가 존재할지도 모른다는 얘기다. 나머지 행성들은 항성에 너무 가까워 표면 온도가 100~1000도나 되는 탓에 생명체를 기대하기 어렵다.

 

연구를 이끈 르네 헬러 독일 막스플랑크 태양계연구소(MPS) 박사후연구원은 "기존 방법보다 별빛 변화를 세밀하게 분석해 지구 정도 크기의 작은 행성도 찾아낼 수 있었다"며 "추후 지구급 외계행성을 최소 100개 이상 더 찾아낼 수 있을 것"이라고 기대했다. 

 

기존 방식과, 연구팀이 자체개발한 알고리즘이 항성 빛 변화로 외계행성을 찾는 원리. NASA, MPS, 르네 헬러 제공

 

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