韓 연구팀, 우주 떠돌던 '토성급' 외계 행성 첫 발견

한국천문연구원-유럽 우주국 '나홀로 행성' 발견
행성명 'KMT-2024-BLG-0792'… 토성의 0.7배
1일 국제 학술지 '사이언스' 발표

나홀로 행성의 미세중력렌즈 현상을 묘사한 개념도 /사진=우주항공청

우리나라가 참여한 국제 공동연구팀이 토성만 한 크기의 '나 홀로 행성'을 발견했다.

2일 우주항공청(이하 우주청)은 한국천문연구원(이하 천문연)이 참여한 국제 공동연구팀이 토성급 질량의 나 홀로 행성을 발견했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 1일 국제 학술지 '사이언스'에 실렸다.

천문연이 보유한 외계행성탐색시스템(KMTNet)과 유럽우주국의 가이아(GAIA) 우주망원경이 행성을 포착했다. 지상망원경과 우주망원경을 동시에 활용해 지구로부터의 정확한 거리를 측정한 첫 번째 나 홀로 행성이다.

나 홀로 행성은 중심별의 중력을 벗어나 우주 공간을 홀로 떠도는 행성을 말한다. 행성계의 형성 과정과 진화를 설명할 때 중요한 단서가 된다.

이번에 발견된 나 홀로 행성 'KMT-2024-BLG-0792'는 토성 질량의 약 0.7배 크기로 지구로부터 약 1만 광년(1초당 30만㎞의 속도로 달려 1만년 동안 나아가야 하는 거리) 만큼 떨어져 있다.

천문연은 칠레, 호주, 남아프리카공화국에 설치된 KMTNet을 통해 24시간 연속 밤하늘을 촬영해 순간적으로 나 홀로 행성의 순간적인 '미시중력렌즈 현상'을 포착했다. 미세중력렌즈 현상은 외계행성의 존재를 인지할 수 있는 대표적인 방법이다. 별과 관측자 사이에 다른 천체(미지의 천체)가 지나가면, 이 천체의 중력에 의해 관측 중이던 별의 밝기가 원래의 밝기보다 밝아지는 현상이 나타난다.

연구팀은 이어 미세중력렌즈 현상이 나타날 때 같은 영역을 16시간 동안 6차례 관측한 가이아 우주망원경의 자료를 통해 행성의 거리와 질량을 측정했다.

연구팀은 "지금까지 미시중력렌즈 방법을 통해 발견된 9개의 나 홀로 행성은 모두 '아인슈타인 데저트'라고 불리는 특정 범위의 아인슈타인 반경 밖에서 발견됐지만, 이번 행성은 아인슈타인 데저트 내에서 발견된 첫 사례"라고 밝혔다. 아인슈타인 반경은 물체의 중력장이 빛을 휘게 하는 정도를 정의한 물리적인 반경이다.

강경인 우주과학탐사부문장은 "천문연에서 구축한 KMTNet의 우수한 성능 덕분에 나 홀로 행성을 포함한 외계행성의 발견을 우리나라가 주도할 수 있었다"며 "앞으로도 우리 지상망원경과 국제 우주망원경 간 동시 관측을 통해 계속해서 새로운 발견을 해나가겠다"고 했다.

박건희 기자 wissen@mt.co.kr