□ 한국팀(충북대 한정호 교수, 한국천문연구원 박병곤 박사)이 주도하는 외계행성 찾기 프로젝트(micro-FUN)팀은 세계 최초로 중력렌즈를 이용해 우리은하 중심 방향에서 외계 행성을 발견했다.

 ○ 발견된 외계행성의 질량은 목성의 2배, 중심 별의 질량은 태양의 1/3 정도로 추정된다. 또한 행성은 중심 별로부터 대략 3억 km(지구 태양간 거리의 2 배) 정도 떨어져 공전하는 것으로 추정된다.

그림 1. 중력렌즈 현상

 ○ 중력렌즈란 두 별이 한 시선 상에 놓이게 될 경우, 앞에 놓인 별의 중력에 의해 뒷 별에서 나온 별빛의 진행 방향이 휘어지는 현상이다. (그림 1)의 윗부분은 두 별이 일직선상에 있지 않은 경우이며, 이 때는 뒷 별(B)은 매우  어두워 보인다.
그런데 뒷 별이 움직여 아래의 그림처럼 앞별과 정렬될 경우 놓이게 되면 뒷 별(B)에서 나온 빛이 앞 별(A)을 지나며 렌즈 현상을 겪어 밝아지게 된다.

 ○ 그리고 만약 앞에 놓인 별에 행성이 있다면 밝기 변화는 단순하지 않고 두 번 이상 밝아지는 독특한 현상이 나타난다.

렌즈현상에 의한 밝기 변화 동영상

그림 2. 렌즈현상에 의한 밝기 변화. 왼쪽 첫 번째는 중력현상이 있기 전이며, 두 번째와 세 번째는 렌즈 현상에 의해 밝기가 밝아지는 상태, 네 번째는 다시 원래의 밝기로 돌아간 상태이다.

 ○ 이번 발견의 의미는 중력렌즈를 이용한 최초의 외계행성 발견이라는 점이다. 지금까지 발견된 외계행성들은 대부분 분광에 의해 발견된 것들이다. 그런데 분광 방법의 경우 질량이 큰 행성에 국한해서 발견할 수 있다는 점, 가까운 별에 대해서만 발견할 수 있다는 점, 별에 아주 가까운 행성만을 검출할 수 있다는 단점이 있다.

 ○ 이에 반해 중력렌즈 방법은 상당히 먼 거리에 있는 별 주위를 도는 행성도 발견할 수 있으며, 특히 지구와 질량이 비슷한 행성도 발견할 수 있어 외계 생명체 연구에 큰 장점이 있다. 과학자들은 지구와 비슷한 질량의 외계 행성에서만 생명체가 존재할 수 있을 것으로 추정하고 있기 때문이다.

 ○ 비록 중력렌즈에 의한 외계 행성 발견이 분광 방법보다 늦게 출발했지만 향후 지속적인 관측에 의해 1 년에 2 개 이상의 발견이 기대되며, 관측장비의 발전과 함께 생명체가 살 수 있는 영역에 놓여있는 지구와 비슷한 행성을 발견할 수 있는 방법으로 주목 받고 있다.

 ○ 참고로 외계 행성과 외계 생명체는 21세기 세계 천문학계의 10대 연구과제에 속한다.

 ○ 이 연구팀(microFUN)은 한국을 포함하여 미국, 뉴질랜드, 이스라엘 과학자로 구성되어 있으며, 전 세계 4대의 망원경이 외계행성 탐사에 이용되고 있다. 이번 발견과 관련한 논문은 천문학 분야 최고 권위의 학술지인 천체물리학지(ApJ : Astrophysical Journal)에 게재될 예정이다.

그림 3. 중력렌즈로 외계 행성이 발견된 지역(초록색 사각형). 우리 은하 중심 방향으로 궁수자리에 속한다. 이 별자리는 한 여름 밤에 잘 볼 수 있다.

그림 4. 외계행성 발견에 사용된 칠레 소재 망원경들. 왼쪽의 두 번째와 세 번째 망원경을 이용해 외계행성을 찾았다.

그림 5. 충북대학교 한정호 교수

그림 6. 한국천문연구원 박병곤 박사

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□ 문의 : 충북대학교 한정호 교수 : 043-261-3244(연구실), cheongho@astroph.chungbuk.ac.kr
             한국천문연구원 박병곤 박사 : 054-330-1013, bgpark@boao.re.kr