[좌충우돌 별 이야기] 미리내를 떠도는 ‘나홀로 행성’ 발견
[좌충우돌 별 이야기] 미리내를 떠도는 ‘나홀로 행성’ 발견
  • 김용식
  • 승인 2020.11.12 12:19
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미시중력렌즈 방법으로 발견한 나홀로 행성의 상상도 ⓒ Jan Skowron, 바르샤바대학교 천문대. 출처. 한국천문연구원
나홀로 행성 상상도. ⓒJan Skowron, 바르샤바대학교 천문대. 출처 한국천문연구원

우리 은하를 떠도는 ‘나홀로 행성’이 발견됐다.

한국천문연구원은 “이번에 발견한 나홀로 행성은 지구만 한 크기”라며 “질량은 지구의 0.3배”라고 전했다. 지금까지 발견된 나홀로 행성 가운데 질량이 가장 작다고 밝혔다.

나홀로 행성은 중심별 없이 우주 공간을 떠도는 행성(Free floating planet 또는 rogue planet)을 말한다. 어떤 원인으로 중심별의 중력 영향에서 벗어난 상태에 있는 천체이다.

이번 나홀로 행성의 발견은 미국, 폴란드, 한국천문연구원의 국제공동 연구로 진행되었다.

한국천문연구원은 “캘리포니아 공과대학과 바르샤바 대학 소속인 므로즈(P. Mroz) 박사가 이끄는 연구팀은 해당 행성의 발견 성과를 ‘미국 천체물리학회지 레터’ 10월 29일 자에 발표했다”라며 “한국천문연구원이 운영하는 외계행성탐색시스템(KMTNet)의 관측자료가 이번 발견에 중요한 역할을 했다”고 소개했다.

국제천문연맹은 태양 주위를 돌며, 충분한 질량으로 공 모양을 유지할 수 있고, 태양을 도는 궤도면에서 지배적인 위치에 있는 천체를 행성으로 정의한다. 태양계 밖에서 중심별을 공전하는 행성을 외계행성이라 한다. 그동안 발견된 외계행성은 4천여 개다.

나홀로 행성은 중심별이 없어 발견이 매우 어렵다. 이러한 이유로 나홀로 행성 발견에는 ‘미시중력렌즈 현상’을 이용한다.

미시중력렌즈 현상은 배경이 되는 별 앞에 렌즈 역할을 하는 다른 전체가 자리할 때 발생한다. 렌즈 천체의 중력에 배경별의 별빛이 왜곡, 증폭되는 현상과 지속 시간을 분석하여 나홀로 행성을 찾을 수 있다.

한국천문연구원 이충욱 박사는 “외계행성탐색시스템이 본격 가동되기 시작한 2015년 10월부터 현재까지 발견된 외계행성은 65개이다. 이번 연구를 포함한 총 52개의 외계행성 발견에 외계행성탐색시스템 관측자료가 활용됐다”며 “외계행성탐색시스템이 미시중력렌즈 외계행성 분야를 국제적으로 선도하는 관측시스템으로 인정받고 있다는 것”이라고 전했다.



나홀로 행성의 중력으로 인해 배경 별빛이 증폭되는 현상을 관측했다. 출처 한국천문연구원
나홀로 행성의 중력에 의해 배경 별빛이 증폭된다. 출처 한국천문연구원
나홀로 행성에 의해 발생한 미시중력렌즈 현상 광도곡선. OGLE 망원경(남색) 및 칠레(적색)와 남아공(녹색)에 설치된 KMTNet 망원경으로 관측한 나홀로 행성의 미시중력렌즈 광도변화를 최적 모델(검은선)과 함께 나타냈다.  출처 한국천문연구원
나홀로 행성 중력의 영향으로 발생한 미시중력렌즈 현상 광도곡선. OGLE 망원경(남색), 칠레(적색)와 남아공(녹색)의 KMTNet 망원경으로 관측한 미시중력렌즈 광도변화를 최적 모델(검은선)과 함께 나타냈다. 출처 한국천문연구원

 


[논문 및 영상자료]

ㅇ 논문 제목: A terrestrial-mass rogue planet candidate detected in the shortest-timescale microlensing event (ApjL, 미국 천체물리학회지 레터)
ㅇ 관련 영상 및 그림 원본:
http://www.astrouw.edu.pl/~jskowron/ogle/PR/ffp/
ㅇ KMTNet 망원경 및 관측소
    
https://youtu.be/NzSVC_goRJA
    https://youtu.be/nAKjVZKNYnk
    https://youtu.be/ler0sIGJ_Go

[외계행성탐색시스템 KMTNet, Korea Microlensing Telescope Network]

외계행성탐색시스템(KMTNet)은, 한국천문연구원에서 외계행성 탐색을 위해 칠레, 남아공, 호주에 설치하여 24시간 연구에 활용하는 광시야 망원경 네트워크이다.
외계행성탐색시스템(KMTNet)은 2009년 생명체가 존재할 가능성이 있는 지구형 외계행성을 발견을 목표로 사업을 추진하여, 2014년 7월 남아공 남아프리카 천문대, 2014년 9월 칠레 세로 톨롤로 인터아메리칸 천문대, 10월 호주 사이딩스프링 천문대에 동일한 성능을 가진 1.6m 광시야 망원경을 설치하여, 2015년부터 관측활동을 시작했다.
외계행성탐색시스템(KMTNet)을 통해 우리 은하 중심부의 별을 24시간 연속 관측함으로써 외계행성의 미시중력렌즈 현상을 검출한다.
미시중력렌즈 방법을 이용한 외계행성 발견은 2004년에 처음 이루어졌고, 이 방법으로 현재까지 발견된 외계행성은 100개를 넘어섰다.

 

외계행성탐색시스템(KMTNet) 1.6m광시야망원경. 출처 한국천문연구원
외계행성탐색시스템(KMTNet) 1.6m 광시야 망원경. 출처 한국천문연구원

 



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