국제 학술지 ‘사이언스’ 게재
기존의 행성 형성 이론 뒷받침
한국천문연구원(천문연)을 포함한 국제 공동 연구진이 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 활용해 토성보다 먼 궤도로 공전하는 ‘장주기 슈퍼지구’를 발견했다.
우주항공청(우주청)은 25일 이 같은 연구 성과가 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’에 이날 게재됐다고 밝혔다. 연구진은 KMTNet으로 수년간 관측한 외계행성 데이터를 분석해, 행성의 크기에 따라 서로 다른 형성 과정을 거친다는 이론을 뒷받침할 근거도 제시했다.
외계행성은 태양이 아닌 다른 별 주위를 공전하는 행성이다. 그중 한 종류인 슈퍼지구는 암석으로 이루어진 지구형 행성이면서 질량이 지구의 약 1~10배 사이인 행성을 말한다.
이번에 발견된 ‘OGLE-2016-BLG-0007Lb’는 지구 질량의 1.3배로, 태양 질량의 0.6배에 해당하는 모성으로부터 약 15억㎞(태양과 지구 사이 거리의 약 10배) 떨어진 거리에 위치한다. 지구로부터는 약 1만4000광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어져 있다. 지금까지 발견된 장주기 슈퍼지구 중 가장 작은 질량을 가지고 있으며, 모성과 행성 사이의 거리가 가장 먼 행성이다. 공전주기는 약 40년 정도로 추정된다.
이 외계행성은 천문연이 개발해 운영 중인 KMTNet 시스템으로 찾았다. KMTNet은 미시중력렌즈 방법을 사용한다. 어떤 별을 관측하고 있을 때 별과 관측자 사이에 보이지 않는 천체가 지나가면, 천체의 중력에 의해 별의 밝기가 원래보다 밝아진다. 이때 밝기의 미세한 변화를 기반으로 외계행성의 존재를 확인하는 방식이다. KMTNet 가동 이후 직접 발견한 외계행성은 총 227개에 이른다.
연구진은 2016년부터 2019년까지 KMTNet으로 발견한 외계행성 63개를 분석해 장주기 외계행성 표본도 구축했다. 그 결과, 슈퍼지구와 가스로 이루어진 목성형 행성이 많이 발견됐다. 별 100개 중 슈퍼지구는 약 35개, 목성형 행성은 약 12개 꼴로 나타났다. 장주기 외계행성 중에서 목성형 행성보다 지구형 행성이 더 많을 거라는 기존 예측을 뒷받침하는 결과다.
이번 연구는 행성의 탄생 과정에도 중요한 단서를 제공한다. 천문학자들은 장주기 지구형 행성과 목성형 행성이 서로 다른 방식으로 형성됐다면, 지구형 행성과 목성형 행성이 각각 많고 그 중간 크기의 행성은 드물 것이라고 예상했다. 이번 관측을 통해 실제로 슈퍼지구와 목성형 행성은 많이 발견된 반면, 중간 크기 행성은 드물게 나타나 이러한 예측을 뒷받침했다.
연구를 주도한 정연길 천문연 선임연구원은 “이론의 예측대로 지구형 행성과 목성형 행성이 다른 형성 과정을 거쳐 형성됐음을 관측 결과를 통해 입증하고, 우주에 장주기 슈퍼지구가 많다는 것을 확인했다”며 “외계행성은 행성의 형성과 진화를 이해할 수 있는 중요한 단서가 된다”고 밝혔다.
연구진은 앞으로도 KMTNet을 이용해 외계행성 표본을 더 많이 확보하고, 정밀한 관측과 분석을 이어갈 예정이다.
참고 자료
Science(2025), DOI: https://doi.org/10.1126/science.adn6088
기존의 행성 형성 이론 뒷받침
한국천문연구원이 개발해 운영 중인 외계행성탐색시스템(KMTNet)./KMTNet 홈페이지
한국천문연구원(천문연)을 포함한 국제 공동 연구진이 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 활용해 토성보다 먼 궤도로 공전하는 ‘장주기 슈퍼지구’를 발견했다.
우주항공청(우주청)은 25일 이 같은 연구 성과가 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’에 이날 게재됐다고 밝혔다. 연구진은 KMTNet으로 수년간 관측한 외계행성 데이터를 분석해, 행성의 크기에 따라 서로 다른 형성 과정을 거친다는 이론을 뒷받침할 근거도 제시했다.
외계행성은 태양이 아닌 다른 별 주위를 공전하는 행성이다. 그중 한 종류인 슈퍼지구는 암석으로 이루어진 지구형 행성이면서 질량이 지구의 약 1~10배 사이인 행성을 말한다.
이번에 발견된 ‘OGLE-2016-BLG-0007Lb’는 지구 질량의 1.3배로, 태양 질량의 0.6배에 해당하는 모성으로부터 약 15억㎞(태양과 지구 사이 거리의 약 10배) 떨어진 거리에 위치한다. 지구로부터는 약 1만4000광년(光年·1광년은 빛이 1년 가는 거리로 약 9조4600억㎞) 떨어져 있다. 지금까지 발견된 장주기 슈퍼지구 중 가장 작은 질량을 가지고 있으며, 모성과 행성 사이의 거리가 가장 먼 행성이다. 공전주기는 약 40년 정도로 추정된다.
이 외계행성은 천문연이 개발해 운영 중인 KMTNet 시스템으로 찾았다. KMTNet은 미시중력렌즈 방법을 사용한다. 어떤 별을 관측하고 있을 때 별과 관측자 사이에 보이지 않는 천체가 지나가면, 천체의 중력에 의해 별의 밝기가 원래보다 밝아진다. 이때 밝기의 미세한 변화를 기반으로 외계행성의 존재를 확인하는 방식이다. KMTNet 가동 이후 직접 발견한 외계행성은 총 227개에 이른다.
연구진은 2016년부터 2019년까지 KMTNet으로 발견한 외계행성 63개를 분석해 장주기 외계행성 표본도 구축했다. 그 결과, 슈퍼지구와 가스로 이루어진 목성형 행성이 많이 발견됐다. 별 100개 중 슈퍼지구는 약 35개, 목성형 행성은 약 12개 꼴로 나타났다. 장주기 외계행성 중에서 목성형 행성보다 지구형 행성이 더 많을 거라는 기존 예측을 뒷받침하는 결과다.
이번 연구는 행성의 탄생 과정에도 중요한 단서를 제공한다. 천문학자들은 장주기 지구형 행성과 목성형 행성이 서로 다른 방식으로 형성됐다면, 지구형 행성과 목성형 행성이 각각 많고 그 중간 크기의 행성은 드물 것이라고 예상했다. 이번 관측을 통해 실제로 슈퍼지구와 목성형 행성은 많이 발견된 반면, 중간 크기 행성은 드물게 나타나 이러한 예측을 뒷받침했다.
연구를 주도한 정연길 천문연 선임연구원은 “이론의 예측대로 지구형 행성과 목성형 행성이 다른 형성 과정을 거쳐 형성됐음을 관측 결과를 통해 입증하고, 우주에 장주기 슈퍼지구가 많다는 것을 확인했다”며 “외계행성은 행성의 형성과 진화를 이해할 수 있는 중요한 단서가 된다”고 밝혔다.
연구진은 앞으로도 KMTNet을 이용해 외계행성 표본을 더 많이 확보하고, 정밀한 관측과 분석을 이어갈 예정이다.
참고 자료
Science(2025), DOI: https://doi.org/10.1126/science.adn6088