2개 별 가진 쌍성계 지구형 행성 찾았다

국내 연구팀, 사이언스지에 관련 내용 발표

▲두 개의 별을 가진 쌍성계 행성이 발견돼 비상한 관심을 모으고 있다.[사진제공=천체물리연구소]

[아시아경제 정종오 기자]두 개의 별을 가진 지구형 행성이 발견돼 비상한 관심을 모으고 있다. 그동안 쌍성계 행성은 16개 정도 발견됐다. 대부분 스타워즈에 나오는 '타투인 쌍성계'로 행성이 두 개의 항성(별)을 돌고 있는 것이 대부분이었다. 이번에 발견된 쌍성계는 이와 달리 행성이 태양과 지구의 거리에서 모성을 돌면서 다른 항성은 태양과 토성만큼의 거리에 떨어져 있는 특이점을 가지고 있다. 이런 경우 중력 법칙이 깨질 가능성이 높은데 질서를 유지하는 것으로 나타났다.

이런 쌍성계는 존재 자체가 특이하다. 항성과 행성 사이에는 중력이 작용하기 때문에 가까운 거리에 있는 또 다른 항성이 있을 때 이런 질서를 유지하기 어렵다. 그럼에도 불구하고 '타투인 쌍성계'와 다른 쌍성계도 존재할 수 있다는 가능성을 보여준다는 점에서 이목이 집중되고 있다. 특히 국내 연구팀에 의해 관찰돼 더 의미가 크다.

지금까지 알려지고 발견된 대부분 외계행성들은 지구보다 수 백 배 무거운 '목성형 행성'들이었다. 이번에 관찰된 쌍성계 지구형 행성의 이름은 'OGLE-2013-BLG-0341LBb'이다. 이 행성은 지구의 2배 밖에 되지 않는 작은 질량을 가진 행성이다. 이 행성은 지구-태양에 해당하는 거리에서 모성을 돌고 있다. 모성은 태양-토성 거리에 해당하는 거리에 위치한 다른 별과 함께 쌍성계를 구성하고 있는 것으로 밝혀졌다.

이번에 발견된 쌍성계는 우리 은하 중심부 궁수자리 방향으로 약 2만 광년 떨어진 곳에 위치하고 있다. 이곳에 생명체가 살 가능성은 낮아 보인다. 행성이 속한 모성은 태양보다 훨씬 어두운 천체로 매우 작은 에너지만을 방출한다. 이 때문에 비록 행성이 태양-지구 거리만큼 떨어져 있다 하더라도 표면온도가 지구 보다 훨씬 낮아 생명체가 살 환경이 못 된다는 분석이 나왔다.

이번에 발견된 행성은 태양보다 훨씬 가벼운 별이 모성이라는 사실뿐만 아니라 상대적으로 근접한 쌍성계에 존재하는 행성이라는 점에서 태양계와 매우 다른 환경에서도 행성이 존재할 수 있음을 보여주는 중요한 관측 증거로 평가되고 있다.

이번 발견은 충북대 천체물리연구소(소장 한정호 교수)와 한국천문연구원 소속 연구팀이 공동 진행했다. 중력렌즈 방법을 이용해 쌍성계 행성을 찾아냈다. 이번 실험에서는 관측자-배경별 사이에 행성계가 위치할 때 발생하는 중력렌즈 현상을 관측하는 방법을 이용했다. 질량이 작은 지구형 행성을 검출하기 위해서 우주망원경이 필요한 다른 방법에 비해 중력렌즈 방법을 이용할 경우 지상 관측만으로도 관찰이 가능하다. 국내 연구팀이 발견한 쌍성계 행성은 사이언스지(7월 4일판)에 보도됐다.

한정호 교수는 "우리 은하에 속한 많은 별들은 두 개 이상의 별들이 중력에 의해 서로 묶여 존재하는데 발견의 어려움으로 인해 이러한 쌍성계에 존재하는 행성에 대한 이해는 부족했다"며 "모성을 돌고 있는 행성이 또 다른 별과 가까운 거리에 있음에도 불구하고 중력을 유지하면서 행성이 질서를 잡고 있는 것이 특이하다"고 설명했다. 이처럼 다양한 환경에서 행성이 존재할 가능성이 있다는 것이다.

한편 중력렌즈 현상이란 멀리 있는 별로 부터 발생한 빛이 관측자를 향해 진행하던 중 다른 천체 부근을 지나가게 될 경우 중간에 있는 천체의 중력 때문에 휘어져 배경별의 상이 일그러지고 밝기가 변하는 것을 말한다. 중력이 마치 빛을 굴절시키는 렌즈와 같은 역할을 한다고 해 중력렌즈라 불린다.