천문연 포함 국제연구진, 외계행성탐색시스템 활용
지구서 1만4000광년 떨어져..공전주기 40년 추정
한국이 참여한 국제 공동연구진이 지구 질량의 1.3배 정도 되는 슈퍼지구 외계행성을 발견했다.
우주항공청은 한국천문연구원이 운영하는 외계행성탐색시스템(KMTNet) 관측자료를 활용해 토성보다 먼 궤도로 공전하는 장주기(공전주기가 1년 이상) 슈퍼지구 외계행성인 'OGLE-2016-BLG-0007Lb'를 찾았다고 25일 밝혔다.
이 연구결과는 국제 학술지 '사이언스(25일자)'에 실렸다.
슈퍼지구는 지구처럼 암석으로 이뤄져 있지만 질량이 지구의 1∼10배 사이인 행성을 뜻하며, 외계행성은 태양이 아닌 다른 별(모성) 주위를 공전하는 행성이다.
이번에 발견된 외계행성은 태양 질량의 0.6배에 해당하는 모성으로부터 약 15억㎞ 떨어진 거리에 위치하며, 지구로부터 약 1만4000광년 떨어져 있다. 지금까지 발견된 장주기 슈퍼지구 중 가장 작은 질량을 가지고 있으며, 모성과 행성 사이 거리가 가장 먼 행성이다. 공전주기는 약 40년 정도로 추정된다.
슈퍼지구 발견에는 천문연이 개발해 2015년부터 가동되기 시작한 외계행성탐색 전용 망원경시스템인 KMTNet을 통해 이뤄졌다. 이 시스템은 미시 중력렌즈현상을 이용해 생명체 존재 가능성이 있는 외계행성을 찾기 위해 개발된 것으로, 2015년 5월 칠레, 남아프리카공화국, 호주 천문대에 구축됐다. KMTNet은 칠레 관측소에서 관측이 끝날 즈음에 호주에서 관측이 시작되고, 호주 관측이 끝날 무렵에는 남아공 관측소가 이어 관측을 하기 때문에 24시간 연속 관측이 가능하다.
현재까지 학계에서 미시중력렌즈 방법을 이용해 발견한 외계행성은 약 300여 개에 달하며, 이 중 KMTNet 가동 이후 직접 발견한 외계행성은 총 227개에 이른다.
공동 연구진은 2016년부터 2019년까지 발견된 63개의 외계행성 표본을 기반으로 빈도수를 계산한 결과, 지구형(암석형) 행성과 목성형(가스형) 행성에 대응하는 쌍봉 분포를 이루고 있음을 확인했다. 이는 이론적으로 예측된 대로 지구형 행성과 목성형 행성이 서로 다른 과정을 거쳐 형성됐음을 보여주고, 우주에는 장주기 외계행성 중 지구형 형성이 더 많다는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다.
다만, 이를 뒷받침하는 관측적 증거는 그동안 발견되지 않아 이런 관측과 이론 간 불일치는 천문학자들이 향후 해결해야 할 숙제로 남겨지게 됐다. 연구진은 KMTNet를 통해 더 많은 외계행성 표본을 확인해 더욱 정밀한 관측과 분석을 이어나갈 계획이다.
연구를 주도한 정연길 천문연 선임연구원은 "이론의 예측대로 지구형 행성과 목성형 행성이 다른 형성 과정을 거쳐 형성됐음을 관측적으로 입증하고, 우주에 장주기 슈퍼지구가 많다는 것을 확인했다"며 "외계행성은 행성의 형성과 진화를 이해하는 중요한 단서를 제공하게 될 것"이라고 말했다.
이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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