두 개의 태양을 도는 행성을 처음 발견한 나라는 어디일까?

 

 

태양이 3개인 행성?

lovelymoon | 2005-10-31 16:18

 

 

영화 ‘스타워즈’에서 주인공 루크가 살았던 행성, 그 행성의 이름은 타투인(Tatooine). 영화 속 행성의 이름으로 더 유명해진 타투인(Tatooine) 행성은 조지 루카스 감독에 의해 지어진 이름이다. 루카스 감독은 낮은 뜨겁고 밤은 얼음같이 추운 먼지 행성의 촬영장소로 튀니지의 타타우인을 선택하였고 행성의 이름도 여기서 나온 것이다.
영화에 등장하는 타투인 행성의 특징은 두 개의 태양이 뜬다는 것이다. 이렇게 쌍으로 존재하는 별을 우리는 쌍둥이별이라는 뜻으로 쌍성(雙星)이라고 부른다. 그런데 쌍성은 그리 놀라운 존재가 아니다. 태양계 인근에도 쌍둥이별과 세쌍둥이별은 아주 흔하다.
사실 흔한 정도가 아니라 오히려 외톨이별보다도 훨씬 많다. 그렇다면 타투인 행성이 특별하게 주목을 받은 이유는 무엇일까? 그것은 타투인 행성이 단순한 행성이 아니라 지금까지 발견된 행성들 가운데 세쌍둥이 별 즉 세개의 태양 주위를 돌고 있는 유일한 행성이기 때문이다. 뿐만 아니라 지금까지 알려진 행성의 생성에 대한 기존 이론을 뒤집는 것이어서 더욱 주목 받고 있다. 지난 2년간 하와이 섬의 휴화산 마우나케아에서 세계 최대의 광학망원경인 케크(Keck I, 구경 10m)로 천체를 관찰하던 폴란드 천문학자 마치에이 코나츠키(Maciej Konacki) 박사가 백조자리의 세쌍둥이별 ‘HD188753’ 주위를 돌고 있는 행성을 발견하여 ‘네이처’지 2005년 7월 14일자를 통해 세상에 알리면서 그 실체를 드러내게 된 것이다. 지구로부터 HD188753까지의 거리는 149광년. 그리고 그가 발견한 행성은 목성처럼 가스로 되어 있으며 크기는 목성보다 조금 더 크다. 또한 타투인 행성은 태양과 너무 가까이 있고 표면온도는 1,000도에 이른다. 타투인 행성에는 노란 태양, 오렌지색 태양, 그리고 붉은 태양이 뜬다. 이 가운데 노란별이 중심별이며 질량이 태양과 비슷하다. 타투인 행성은 중심별인 노란별을 중심으로 3.35일(80시간)에 한 바퀴씩 공전한다. 정말 빠르다! 나머지 두 별은 156일을 주기로 서로를 공전하면서 동시에 노란 중심별을 중심으로 26년에 한 바퀴씩 돈다. 어휴, 정신없다!
정신이 없는 것은 우리만이 아니다. 태양이 세 개나 있는 타투인 행성은 행성의 탄생을 연구하는 천문학자들도 혼란에 빠트렸다. 우선 첫번째로 지금까지 천문학자들은 행성은 오직 하나의 별(항성) 주위를 돈다고 여겨왔으나 타투인 행성은 하나가 아닌 세개의 별 주위를 돌고 있어 기본 이론을 뒤엎었다. 두번째로 지금까지 알려진 행성의 생성 원리를 뒤엎고 있기 때문이다. 지금까지의 이론은 별(항성) 주위를 떠도는 가스와 먼지들이 모여 행성이 만들어졌다고 생각했다. 하지만 이러한 설명은 타투인 행성에는 전혀 맞지 않는다. 보통 가스로 이루어진 행성은 그 중심에 무거운 얼음덩어리들이 핵의 역할을 하여 먼지를 뭉치게 해서 행성이 만들어지게 된다. 하지만 가스로 이루어진 타투인 행성은 태양(별, 항성)과 너무 가까이 있을 뿐만 아니라 더구나 태양이 3개씩이나 된다. 이런 상황 속에서라면 온도가 너무 높아 얼음핵이 존재할 수 없다. 따라서 가스로 만들어진 타투인 행성을 설명하기 위해서는 타투인 행성이 별에서 멀리 떨어진 곳에서 생긴 후 서서히 별 가까이로 끌려왔어야 한다. 하지만 타투인의 경우에는 이런 가설도 쉽게 납득하기는 어렵다. 한개의 별로 인해 끌려 왔다 하더라도 나머지 두 개의 별이 그 과정을 방해했을 것이기 때문이다. 따라서 지금까지의 이론으로 타투인 행성이 생성된 과정을 명확하게 설명할 수 있는 방법은 없다. 이에 대해 마치에이 코나츠키 박사는 타투인 행성이 항성(별, 태양)이 되려다 실패한 것일 수 있다고 말한다. 즉, HD188753은 세쌍둥이별이 아니라 네쌍둥이별이 될 뻔 했는데, 타투인이 수소 핵융합 반응을 일으킬 만한 에너지를 얻지 못해 거대한 행성으로 남았을 가능성이 있다는 설명이다. 어쨌든 타투인 행성의 수수께끼를 풀기 위해서는 더 많은 행성을 발견해야 한다. 코나츠키 박사는 곧 폴란드로 귀국해서 토루니 천문대에서 연구를 계속할 예정이라고 한다. 그곳에서 별과 행성의 생성원리를 뒤집을 새로운 개념이 탄생할 수 있을지 기대해 볼만하지 않을까? 천문대가 있는 ‘토루니’가 바로 지동설을 주장한 코페르니쿠스의 고향이다. 고향 땅에 묻혀있을 코페르니쿠스가 코나츠키 박사에게 영감을 줄지도 모르니까……. (글: 이정모 - 과학칼럼니스트) * 항성, 행성, 위성 : 태양은 스스로 빛을 내는 별로서 항성(恒星)이며, 지구는 항성 주변을 도는 행성(行星)이다. 한편 위성(衛星)이란 행성의 주변을 도는 달을 말한다.         태양이 2개, 영화 ‘스타워즈’ 속 행성 실존 확인 작성일 2011-09-17 10:57:29   태양이 2개, 영화 ‘스타워즈’ 속 행성 실존 확인 조회 3622 영화 ‘스타워즈’ 속 주인공 루크 스카이워커의 고향 행성인 ‘타투인’(Tatooine)처럼 2개의 태양이 뜨는 외계행성이 미국항공우주국(NASA)의 망원경에 처음으로 포착됐다. 미항공우주국(NASA) 과학자들은 최근 케플러 우주망원경을 통해 지구로부터 약 200광년 떨어진 케플러-16 쌍성계 주위를 도는 행성 케플러-16b를 발견했다고 사이언스지에 발표했다. 이전에도 쌍성계를 도는 행성의 존재 가능성은 제기됐지만 행성이 별 앞을 지나가면서 빛이 줄어드는 천이(遷移)현상을 직접 관찰하는 방식으로 이런 행성이 발견되기는 처음이다. 연구진은 별 15만개의 밝기 변화를 분석해 케플러-16b의 존재를 확인했다. 이 행성은 ‘타투인’과는 달리 차갑고 가스가 많아 생명체가 존재할 것으로 보이진 않지만 우리은하 안의 행성들이 얼마나 다양한지를, 또 우리 태양계가 여러 종류의 항성계 가운데 하나에 불과하다는 사실을 보여주는 것이라고 연구진은 강조했다. 이들은 “이는 과학자들이 수십 년 전부터 제기해 온 가설을 마침내 확인시켜 준 것이다. 공상과학은 다시 한 번 현실이 됐다”고 흥분을 감추지 못했다. 연구진은 “이는 생명체가 살 수 있는 새로운 유형의 행성계가 있을 수 있음을 확인시켜 준 것”이라면서 “우리은하 안의 별 가운데 대부분이 쌍성계를 이루고 있다는 점을 고려한다면 행성이 단 하나의 별을 돌 때보다 생명체 존재 가능성이 훨씬 커진다”고 말했다. 케플러-16b는 지구보다 8배 더 커 토성과 비슷한 크기에 암석과 가스가 반반씩 섞인 것으로 보이며 두 별을 229일 주기로 거의 완벽한 원형 궤도를 공전하며 온도는 섭씨 영하 101도에서 영하 73도 사이로 매우 낮아 생명체 서식의 필요조건인 액체형 물이 존재할 수 있는 조건은 아니다. 이 행성의 공전 궤도는 우리 태양계의 금성과 비슷한 것이지만 중심별들의 온도가 우리 태양보다 낮고 공전궤도도 중심별로부터 약 1억500만㎞ 떨어진 거리에 있다. 두 별 중 하나는 질량이 우리 태양의 69%, 다른 하나는 20%이며 이 두 별은 상대를 41일 주기로 돌고 있다. 영화 ‘스타워즈’의 시각효과를 담당했던 루카스 필름의 존 놀은 “우리는 또다시 과학이 공상과학보다 더 신기하고 기이하다는 것을 목격하고 있다. 이런 행성의 발견은 우리가 계속 더 큰 꿈을 꾸도록 해준다”고 말했다. 로이터·동아닷컴 특약·연합         기사입력 2011-09-30 03:00:00 기사수정 2011-09-30 07:32:43   NASA ‘두개의 태양을 도는 행성 첫 발견’ 발표했지만… 이재우 연구원 “두 개의 태양을 도는 행성을 처음 발견한 나라는 어디일까?” 정답은 바로 ‘대∼한민국’이다. 한국천문연구원 소속 연구원이 최근 유명 학술지 사이언스에 실려 화제가 됐던 미국항공우주국(NASA)의 논문보다 2년 7개월 일찍 발견해 연구 결과를 발표했기 때문이다. (본보 2009년 2월 6일 A2면 보도) 과학에서는 ‘누가 먼저인가’가 중요하다. 최초 발견이 씨앗이 되어 이를 확증하거나 뒤집으면서 인류의 지식이 축적되기 때문이다. 노벨상도 최초 발견자에게 영예를 준다. ○ NASA 최초 발견 주장…그러나 진실은? NASA는 이달 16일 과학 학술지 ‘사이언스’에 ‘쌍성계의 두 별의 표면을 통과하는 외계 행성’이라는 논문을 발표했다. 논문에서 NASA 연구진은 케플러 망원경을 이용해 두 별을 동시에 돌고 있는 행성을 ‘처음’으로 발견했다고 밝혔다. 케플러 망원경은 지구와 닮은 외계 행성을 찾기 위해 2009년 우주로 올라갔다. 이날 NASA는 홈페이지를 통해 “SF영화 ‘스타워즈’에서만 볼 수 있었던 2개의 태양이 뜨는 행성이 과학적으로도 사실이 됐다”면서 “두 별을 동시에 공전하는 행성이 있다면 그만큼 생명체가 살 수 있는 행성을 발견할 확률이 높아진다”고 주장했다. 이 주장은 세계 각국의 언론에 실리면서 주목 받았다.   영화 ‘스타워즈’의 주인공 루크 스카이워커가 자신의 고향 행성인 ‘타투인’에서 두 개의 태양이 동시에 지는 것을 보고 있다. 한국천문연구원 제공   하지만 이 발표가 있기 2년 7개월 전, 흡사한 내용의 논문이 이미 발표됐다. 박병곤 천문연 광학망원경사업센터장은 “천문연 박사들로 구성된 순수 국내 연구진이 두 별을 동시에 도는 행성을 세계 최초로 발견해 2009년 ‘미국천문학회지’ 2월호에 논문을 게재했다”면서 “이 논문은 그해 최다 인용 횟수를 기록했고, 올해 1월에는 미국천문학회가 최근 2년간 가장 많이 인용된 논문 5편 중 하나로 선정했다”고 밝혔다. 이 논문의 제1 저자인 이재우 선임연구원은 “지구에서 590광년 떨어진 곳에서 두 별을 돌고 있는 행성을 발견해 당시 세계 천문학계에서 큰 관심을 받았다”며 이런 사실을 인정했다. 흥미롭게도 최근 사이언스에 발표된 논문의 제1 저자인 NASA의 로렌스 도일 박사 역시 당시 이 연구원에게 e메일을 보내 “굉장한 일(Great Work)을 해낸 걸 축하한다”고 격려한 것으로 확인됐다. ○ 서로 ‘최초’ 주장…관측 방법에 대한 견해차 탓 그렇다면 도일 박사를 비롯해 NASA 연구진은 한국 측의 최초 발견 사실을 알면서도 왜 이번 발견이 처음이라고 주장했을까. 세계적으로 같은 연구를 하는 사람이 많지 않은 데다 격려 e메일까지 보내는 등 서로 존재를 아는 처지여서 의아해진다. 이는 외계 행성을 발견하는 데 사용한 관측 방식이 서로 다른 데서 나타난 견해차에서 비롯된 것으로 보인다. 천문연 연구진은 ‘시간의 변화’를 이용해 두 별을 공전하는 행성을 발견했다. 한 별이 다른 별을 가리는 현상을 ‘식(蝕)’이라고 한다. 두 별이 서로 식을 일으키며 밝기가 주기적으로 변하는 별을 ‘식쌍성’이라고 하는데, 만약 행성이 이런 식쌍성 주위를 공전하면 식이 일어나는 주기가 변한다. 천문연은 이 주기를 측정해 두 별을 공전하는 행성을 찾아냈다. 이에 비해 NASA는 행성이 별 주변을 지날 때 별빛이 감소한다는 점에 착안해 케플러 망원경으로 이런 ‘빛의 변화’를 측정했다. 그 결과 지구에서 200광년 떨어진 곳에서 두 별을 돌고 있는 ‘케플러-16b’를 찾아냈다. 도일 박사는 논문에서 천문연 측 연구 결과를 거론하며 “이전 연구는 두 별을 동시에 도는 행성이 존재한다는 직접적인 증거를 바탕으로 한 게 아니었다”면서 “빛의 변화를 정확히 측정한 만큼 이번 발견이 직접적인 증거에 기반한 첫 발견”이라고 주장했다. 이에 대해 이재우 연구원은 “두 방법 모두 천문학에서 행성을 찾을 때 전통적으로 사용되던 것”이라며 “NASA가 케플러 망원경을 사용해 발견한 게 처음이라는 내용을 강조하려다 보니 그렇게 된 것 같다”고 말했다. 여하튼 최초 발견 논란으로 천문연 연구진은 우주 연구의 세계 최강인 NASA와 같은 수준으로 평가받을 것으로 보인다. 케플러 망원경도 없는 상대적으로 열악한 환경에서 동일한 발견을 먼저 해냈기 때문이다. 원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com