■ 한국천문연구원(원장:한인우)은 별표면 통과(Transit) 방법(참고자료1)을 이용하여 두 개의 별로 이루어진 쌍성 주위를 공전하는 외계행성을 10개째 발견하였다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 천체물리학저널(The Astrophysical Journal) 8월호에 게재되었다.

이번에 발견한 외계행성 케플러-453b(참고자료2)는 크기가 지구의 6.2배인 가스형 행성일 것으로 추정된다. 이 행성의 모성(parent star)인 쌍성은 태양 질량의 94%와 20% 정도인 두 별로 27.3일의 주기로 서로 공전하고 있으며, 케플러-453b는 이 쌍성계를 204.5일 주기로 공전하고 있다.

케플러-453b는 태양계의 목성과 같은 가스형 행성으로 추정되어 행성 자체에 생명체가 존재할 가능성은 거의 없다. 하지만, 모성과의 거리가 생명체가 살기 적합한 ‘생명체 존재가능영역’(habitable zone)(참고자료3)에 있기 때문에, 이 행성 주위에 달과 같은 위성(exomoon)이 존재한다면, 그 위성에는 생명체가 존재할 가능성이 있다.

이번 연구는 한국천문연구원의 토비아스 힌세 선임연구원을 비롯하여 미국 샌디에이고의 윌리엄 웰쉬 교수 등 케플러 우주망원경 워킹 그룹의 국제 공동연구로 진행되었다. 공동연구팀은 2009년에 발사되어 2013년까지 약 4년 동안 운영된 케플러 우주망원경의 관측 자료와 함께, 지상에서 얻은 분광과 영상 관측 자료를 분석하여 이 외계행성을 발견하였다.

우주에 있는 많은 별들은 두 개 이상의 별들이 서로의 중력에 의해 묶여 존재한다고 알려져 있다. 그러나 인류가 현재까지 발견한 약 1940개의 외계행성 중 두 개 이상의 태양을 가진 외계행성은 매우 희귀한 것으로 이번 연구결과는 별표면 통과(Transit) 방법에 의한 발견한 10번째 행성이다.

한국천문연구원은 NASA보다 2년 7개월 먼저, 세계에서 최초로 두 개의 태양이 뜨는 행성을 발견(참고자료4)한 바 있다. 이 연구는 미국천문학회지에서 가장 많은 인용을 받은 논문(참고자료5) 중의 하나로 선정된 바가 있을 정도로 세계천문학계의 주목을 받았다. 한국천문연구원은 이후 6년간의 지속 연구를 통해 이번에 10개째 행성을 발견하여 이 분야의 독보적인 연구능력을 자랑하게 되었다.

영화 “스타워즈”에는 주인공인 루크 스카이워커(Luke Skywalker)의 고향 행성인 타투인(Tatooine)에서 두 개의 태양이 동시에 지는 광경이 나온다. 이번 발견은 이런 광경이 허구가 아니고, 우리 태양계와 같이 1개의 별을 가진 외계행성처럼, 두 개의 태양을 가진 타투인 행성도 여럿 존재할 수 있음을 밝히는 중요한 관측적 증거를 제시하고 있어서, 행성의 기원과 진화 연구에 큰 전환점이 될 것으로 기대하고 있다.

이번 연구결과를 설명하는 그림. 두 별로 이루어진 쌍성(왼쪽) 주위를 공전하는 외계행성(오른쪽)계 Kepler-453 (샌디에이고 대학 제공)

스타워즈의 한 장면, 타투인 행성에서 2개의 태양이 지고 있다

[ 참고 1] 용어해설
(참고자료 1) 별표면 통과(Transit) :
별 주위를 공전하는 행성이 별 표면을 가로질러 횡단하면서 별빛을 가려 어두워지는 현상으로부터 외계행성을 발견할 수 있는데(그림 3 참조), 이런 별표면 통과(transit) 방법에 의해 발견한 외계행성을 Transit Extrasolar Planets이라 한다. 일반적으로 별표면 통과 현상에 의한 밝기의 감소는 행성에 의한 별표면의 가려지는 면적의 크기에 의해 결정된다. 예를 들면, 우리 태양계에서 목성이 태양을 가리는 경우에 이 두 천체의 반경비가 약 1/10이기 때문에 밝기는 약 1/100만큼, 즉, 약 1 %의 밝기 변화가 나타나게 된다.

별표면 통과(Transit) 외계행성계의 개념도

(참고자료 2) 케플러-453b :
케플러-453b는 발견된 외계행성의 이름이다. 케플러망원경에 의해 발견된 행성을 가진 453번째 모성을 의미하고, 케플러-453b는 이 별 주위에서 발견된 첫 번째 행성이라는 것을 나타낸다. 일반적으로 행성은 모성이름(케플러-453) 다음에 알파벳 b부터 소문자로 표기한다. 따라서 케플러-453 주위를 공전하는 두 번째 외계행성을 발견한다면, 이 행성은 케플러-453c가 된다.

(참고자료3) 생명체 존재가능영역 :
너무 뜨겁지도 차갑지도 않아 액체 상태의 물이 존재하여 생명체가 존재할 가능성이 있는 곳을 말한다.


[자료문의]
☎042-865-3264 한국천문연구원 광학천문본부 변광천체그룹 이재우 책임연구원