NASA, 두개의 태양을 가진 행성 발견

30여년 전에 나온 영화 스타워즈에서 가상으로 설정됐던 영화 속의 ‘두개의 태양을 가진 행성이 실제로 존재한다는 사실이 밝혀졌다.

美항공우주국(NASA·나사)는 15일(현지시간) 케플러프로젝트 임무를 수행하는 과정에서 데이터를 분석한 결과 지구로부터 200광년 떨어진 백조자리와 거문고 자리 사이에 두개의 태양을 가진 행성이 있다는 사실을 발견했다고 발표했다.

케플러는 나사가 행성시스템 내에서 궤도행성 위에 액체가 존재하는 지구크기의 행성, 또는 인간이 살 수 있는 지역을 가진 지역을 찾기 위한 프로젝트이자 지난 2009년 3월 발사된 1039kg짜리 무게의 우주천문위성의 이름이다.

이번에 확인된 두개의 태양은 우리태양계보다 20억년 젊은 별이다. 두개의 태양을 가진 행성은 ‘케플러-16b’로 명명됐는데 이 행성에서는 하루에 두개의 태양이 제각각 모두 2번 지평선 너머로 지는 모습을 볼 수 있다. 과학자들은 이들 세개의 별과 행성이 41일만에 한번씩 일식현상을 보인다고 밝혔다. 하지만 이 행성은 스티워즈 영화 속 주인공 루크 스카이워커의 고향 태투인(Tatooine)과 달리 표면온도가 영하 73∼101도 정도로 무척 춥고 절반이 암석으로 이뤄져 있으며 가스가 가득차 사람이 살 수 없는 별로 추정됐다. 이번 연구결과에 따른 발견내용과 논문은 16일자 사이언스지에 게재됐다.

■생명체가 머무를 새로운 행성시스템 존재 가능성 시사

과학자들은 이전까지 외심 행성(행성바깥으로 태양이 돌고 있는 행성)의 존재 가능성만을 예상하고 있었지만 실제로 이를 확인한 것은 이번이 처음이다. 과학자들은 이번 발견에 대해 “우리은하계가 얼마나 다양한지를 보여주는 것”이라며 환호하고 있다.

케플러프로젝트 참여 과학자들은 태양이 모집단 별이 자신의 앞을 지나가는 행성에 의해 흐려지는 현상을 보이는 사진 데이터를 분석, 케플러-16b 행성을 발견했다.

윌리엄 보루키 케플러 수석조사과학자는 이번 발견은 생명체가 머무를 만한 새로운 행성시스템들이 있음을 확신시켜 준다고 말했다. 그는 “대부분의 우리은하계에 있는 별들이 쌍성(雙星)으로 나타나고 있다는 점을 감안할 때 이번에 발견된 행성은 하나의 태양을 돌고 있을 경우보다도 더 광범위하게 생명체가 존재할 가능성이 있다는 것을 의미한다”고 말했다. 윌리엄 보루키는 “이 행성시스템 연구에 있어서의 이정표적인 발견은 과학자들이 수십년 동안 가져왔지만 지금껏 확인하지 못했던 존재를 확인시켜 주었다”고 덧붙였다.

외계인 발견프로젝트를 진행중인 캘리포니아 마운틴뷰 소재 SETI연구소의 로랜스 도일이 이끄는 연구팀은 케플러우주천문위성의 망원경 데이터를 사용했다. 이곳에서는 행성이 자신의 주변을 도는 태양(항성)을 비껴갈 때 태양의 밝기가 흐려지는 것을 조사한 15만개 별을 측정한 케플러위성의 데이터를 분석했다.

■태양(항성)과 행성 간에 발생하는 일식 데이터 분석

과학자들이 케플러16-b시스템에서 발견한 새로운 행성은 지구에서 볼 때 한쌍의 궤도를 도는 태양이 서로 일식현상을 보이고 있었다. 둘 가운데 좀더 작은 항성(태양)이 좀더 큰 항성을 부분적으로 가릴 때 개기일식이 발생하며 두 번째 일식은 작은 항성이 큰 항성을 가리거나 큰 항성이 작은 항성을 완전히 가릴 때 발생한다.

우주천문학자들은 이들 데이터를 좀 더 자세히 관찰한 결과 이 태양들의 밝기가 별들이 상호 일식현상을 일으키지 않을 때에도 흐려졌다는 것을 알고 제 3의 물체의 존재가 있다는 생각을 하게 됐다.

추가로 밝기가 흐려지는 현상 즉, 제3, 제4의 일식으로 불리는 현상은 불규칙한 간격으로 재 등장했는데 이는 제3의 별이 지날 때마다 그들의 궤도가 서로 다른 위치에 있다는 것, 즉 돌고 있다는 것을 가리키는 것이다. 이것은 제 3의 물체가 하나가 아닌 두개의 항성(별)이 만드는 쌍성(쌍성)궤도주변을 큰 원으로 돌고 있다는 것을 보여준다.

중력에 의한 별의 흡인력은 이들의 일식시간 변화에 의해 측정되는데 세 번째 행성의 질량을 알려주는 지시계 역할을 한다. 관찰 결과 아주 작은 질량에 의해서만 발생할 수 있는 아주 미약한 흡인력만이 발견됐다.

케플러16-b행성을 발견한 핵심 과학자인 도일은 “우리가 별의 크기에 대해 알고 있는 대부분의 지식은 이러한 쌍성시스템의 일식현상의 관찰결과에 따라 얻어진 것이다. 또 우리가 알고 있는 대부분의 행성크기는 하나의 천체가 다른 별을 지날 때의 관찰결과를 바탕으로 얻어진다”고 말했다.

도일은 “케플러의 경우 두 세상을 결합한 최고의 경우로서 하나의 시스템에서 별의 일식, 행성의 통과 등을 모두 보여준다”고 말했다. 과학자들은 이번에 발견한 케플러-16b행성은 토성의 크기로서 반은 바위로 반은 가스로 차있어 생명체가 살기에는 적합하지 않을 것으로 보고 있다.

■케플러-16b행성은?

이 시스템을 형성하는 별 가운데 큰 별은 우리태양계의 태양보다 작아 온도도 좀더 낮다. 케플러-16b행성을 도는 큰 별은 우리태양계 태양의 69% 정도의 질량을 가지고 있고 작은 태양은 것은 우리태양계 태양의 20% 정도에 상당하는 질량을 가지고 있다.

케플러-16b는 이 두개의 태양(별-항성) 주변을 229일마다 한번씩 돌고 있다. 이 주기는 태양의 두 번째 행성인 금성이 태양을 도는 주기 225일과 비슷하다.

30여년 전 스타워즈 영화제작시 시각효과담당 감독이었던 존 크놀 루카스필림 산하 ILM사 시각담당 감독은 “우린 때때로 이전에 못봤던 것을 창조했었다”고 말했다.

그는 “때때로 과학적인 발견이 우리가 상상했던 그 어떤 것보다도 스펙터클하게 증명된다. 이번 결과가 이야기작가들에게 영향을 미쳐 영감을 불러일으킬 것이란 점은 두말할 여지도 없다”고 강조했다.

존 크놀감독은 “이같은 쌍성을 가진 행성의 존재는 보다 더큰 꿈을 꾸게하며 우리의 마음을 우리가 알고 있다고 생각하는 것 너머로의 새로운 가능성으로 열어놓게 만든다“고 말했다.

나사가 제작한 아래 애니메이션은 1977년 제작된 영화 스타워즈 속 두개의 태양이 도는 장면과 함께 케플러 -16b의 도는 모습을 보여주고 있다.