美 천문학자, 은하계 외계행성 처음으로 발견

[동포투데이 철민 기자] 지난 25일, 미국 하버드대학교 천체물리학센터는 성명을 발표하여 미 항공 우주국의 한 망원경이 은하계 밖의 행성을 처음으로 포착했다고 밝혔다.

미국 항공우주국에서는 찬드라 X선 천문대에 있는 망원경을 통해 2800만 광년 떨어진 소용돌이 은하계의 메시에 이 행성(51a)이 위치해 있다는 것을 관측했다. 이 망원경은 지구에서 13만9000㎞ 떨어진 우주에 있다.

이 행성은 이전에 발견된 수천 개의 외계행성보다 지구로부터 더 멀리 떨어져 있으며 전자와 지구 간 거리보다 ‘수천 배’ 더 멀리 떨어져 있다고 성명은 밝혔다.이 외계행성은 태양계 밖의 행성을 가리키며 이전에 발견된 모든 외계행성들은 지구에서 최대 3000광년 떨어진 곳에 위치해 있다.

영국의 ‘더 타임스’에 따르면 연구진은 영국의 ‘자연·천문학’ 저널 최신호에 44쪽 분량의 보고서를 발표하여 이 행성을 발견하게 된 상세한 과정을 알렸다.

연구진은 “이들의 연구방법은 인류가 우주 미지의 세계를 탐색하는 데 새로운 장을 열 수 있을 것”이라며 “은하계 밖 행성 발견을 가능하게 할 것”이라고 설명했다.

천문학자들은 통상 태양을 통과하는 법으로 외계 행성을 탐사, 이 방법은 행성이 항성 앞을 지나갈 때 항성이 희미하게 어두워지는 것을 관측할 수 있다는 원리이다. 천문학자들은 망원경을 이용해 많은 양의 항성을 장기간 모니터링하고 그 것들의 밝기 변화를 스캔해 기록하면서 외계 행성의 존재 단서를 찾는다. 이 방법은 거의 항상 은하계 내의 행성을 발견하는 데는 성공했지만 은하계 밖의 행성 탐사는 실패하기가 일쑤이다. 이에 대해 주요 연구자인 로잔 디스테파노는 너무 멀리 떨어진 별에 대해 일부 원인을 제공한다고는 하지만 망원경이 받을 수 있는 빛은 유한하고 시야 속의 천체가 비교적 많아 변별하기 어렵다고 말했다.

이들은 이 때문에 X선 쌍성시스템을 연구 대상으로 이들 시스템이 내뿜는 X선 강도 변화를 일몰법 원리로 관측해 은하계 밖의 행성을 찾고 있다. X선 쌍성 시스템에는 통상적으로 하나의 밀집성과 하나의 동반성이 있으며 치밀성은 보통 중성자별이나 블랙홀의 동반성으로부터 가스를 끊임없이 끌어당기며 이로 인해 주변 지역이 과열되면서 X선을 방출한다. 이 쌍성 시스템은 X선을 방출하는 지역이 극히 작기 때문에 행성이 밀집 성을 넘어 ‘해넘이’ 현상이 발생할 때 더 쉽게 관측할 수 있다.

은하계 밖 3개 은하 중 200개가 넘는 X선 쌍성 계를 관측한 결과 연구진은 겨우 후보 행성 하나만 탐지했다. 약 3시간 동안 진행된 이 행성 일면통 과정은 그동안 관측된 쌍성계통의 X선 발이 제로(0)로 떨어졌다. 연구진은 이 행성이 토성과 비슷한 크기로 이 시스템에서 태양까지의 거리를 두 배 이상 밀성 쪽으로 이동한 것으로 추정했다.

이 ‘행성’을 관측한 후 연구진은 9년에 걸쳐 X선을 관측하지 못한 다른 원인을 제거, 결국 이 같은 현상은 행성 일출에 의한 것으로 보고 이 행성을 M51-1로 명명했다.

연구진은 이들의 발견을 뒷받침할 데이터가 더 필요하고 나아가 ‘해넘이’ 발생 현상을 다시 관측해야 한다고 인정했다. 하지만 연구진은 이 행성이 다음에 언제 해를 쬐게 될지는 확실치 않고는 공전 궤도가 워낙 커서 약 70년이 걸릴 것으로 예상했다.