미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경은 고장과 임무 복귀의 우여곡절을 겪으면서도 퇴역 전까지 수천 개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 그리고 이제 케플러의 후계자인 테스(TESS)는 이보다 더 많은 외계행성을 찾아내리라 기대를 받는 중이다. 하지만 외계행성을 찾은 것 자체는 외계행성 탐사의 첫 단추를 끼운 것에 불과하다. 과학자들은 외계행성의 대기, 표면온도, 환경을 파악해 외계행성의 특징과 생성 과정을 파악하기 위해 노력한다. 생명체가 살 수 있는 제2의 지구를 찾는 것은 물론 태양계 행성처럼 저 멀리 떨어진 외계행성에 대해서도 자세히 연구하고 싶기 때문이다. 유럽우주국(ESA)은 이를 위해 차세대 외계행성 관측망원경인 아리엘(Ariel·Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large-survey)을 개발한다고 발표했다. 총 10억 유로 이상이 투입될 아리엘 프로젝트의 목표는 1000개에 달하는 외계행성의 대기를 분석하는 것이다. 이 프로젝트가 성공한다면 과학자들은 외계행성의 대기 중 수증기의 존재나 산소, 이산화탄소, 메탄 등 대기의 화학적 구성에 대해서 좀 더 구체적으로 파악할 수 있다. 하지만 외계행성의 대기 관측은 현재 있는 가장 강력한 망원경이라도 어려운 과제다. 아무리 밝은 외계행성이라도 기본적으로 스스로 빛을 내는 천체가 아니라 빛을 반사하는 천체이므로 별보다 매우 어두워 대기를 직접 관측하기가 힘들기 때문이다. 허블 우주망원경 같은 강력한 망원경을 이용해도 극히 예외적인 조건을 지닌 외계행성 몇 개에서만 대기 관측에 성공했을 뿐이다. 아리엘은 사실 허블 우주망원경보다 작은 0.7x1.1m 크기의 타원형 거울을 지닌 망원경이다. 하지만 매우 미세한 변화도 감지할 수 있는 적외선 분광기를 탑재해 외계행성이 별의 앞을 지날 때 변하는 빛의 스펙트럼 변화를 관측한다. 덕분에 지금까지 불가능했던 수많은 외계행성의 대기를 파악할 수 있다. 다만 극도로 정밀한 관측을 위해 55K(영하 218도) 이하의 낮은 온도에서 카메라 센서를 작동시켜야 하며 태양 빛의 방해를 피해 지구에서 150만㎞ 떨어진 라그랑주 L2 위치에서 관측해야만 한다. ESA 17개 회원국 50개 기관과 NASA가 이 목표를 달성하기 위해 힘을 합쳤다. ESA는 2029년까지 아리엘을 발사할 계획이다. 이 프로젝트가 성공한다면 저 멀리 떨어진 제2의 지구와 태양계를 찾으려는 과학자들의 노력이 한 걸음 현실에 가까워질 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

이미 은퇴한 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경은 수천 개 이상의 외계행성을 찾아냈다. 과학자들은 케플러의 후계자인 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite))를 통해 훨씬 많은 숫자의 외계행성을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 하지만 수많은 외계행성을 발견한 것은 외계 성 연구의 시작일 뿐이다. 과연 이 가운데 생명체가 살 수 있는 행성이 어디인지 알아내고 실제 생명체가 있는지 검증하는 일이 앞으로 외계행성 연구의 가장 큰 과제로 떠오르고 있다. 만약 지구처럼 질소와 산소로 구성된 대기와 지구와 비슷한 크기, 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 환경을 지닌 행성이 있다면 과학자들은 생명체 존재 가능성을 높게 볼 것이다. 하지만 만약 대기 구성 성분이 지구와 크게 다르다면 어떨까? 사실 지구도 초기에는 대기 중에 산소와 질소가 거의 없고 암모니아, 메탄, 이산화탄소, 수소 등 지금과는 다른 성분이 풍부했다. 초기 지구 생명체는 이런 환경에서 탄생했다. 따라서 지구형 외계행성이 현재 지구와 다른 대기를 지녔다고 해도 생명체는 존재할 수 있다. 과학자들은 지구와 다르지만 생명체가 존재할 수 있는 대기 조건에 대해서 연구를 진행하고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT)의 사라 시거 교수가 이끄는 연구팀은 독특한 조건에서 지구 생물을 연구했다. 바로 수소가 100%인 대기 환경에서도 생존이 가능한 생명체를 찾는 것이다. 언뜻 생각하기에는 수소 100%인 대기 조건에서 생존할 수 있는 지구 생명체가 없을 것 같지만, 사실 수소 자체는 독성을 지닌 물질이 아니다. 단지 산소와 격렬하게 반응하기 때문에 일반적으로 위험 물질로 여겨지는 것뿐이다. 100% 수소 환경에서는 매우 안정한 기체다. 연구팀은 두 종류의 생물이 100% 수소로 채워진 실험실 환경에서도 잘 자라는 것을 확인했다. 바로 메탄생성균과 효모가 그 주인공이다. 전자는 원시적인 고세균의 일종으로 산소를 싫어하는 혐기성 생물이고, 후자는 진핵생물이지만 산소 없이도 살아갈 수 있는 생물이다. 따라서 이들은 100% 수소를 채운 실험실 환경에서도 영양배지 속에서 문제없이 증식하고 살아간다. 메탄 생성균의 경우에는 수소와 이산화탄소를 이용해 에너지를 얻을 수도 있다. 연구팀은 이를 근거로 수소가 풍부한 지구형 외계 행성을 그냥 지나쳐서는 안된다고 주장했다. 수소는 가벼운 기체이기 때문에 수소가 풍부한 원시적 대기를 지닌 행성이 있다면 대기 상층부로 상승해 지구에서 가장 쉽게 관측된다. 물론 현재 지닌 망원경으로 수백 광년 떨어진 작은 외계 행성의 대기를 직접 관측하기는 쉽지 않지만, 과학계의 기대를 한 몸에 받고 있는 차세대 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경의 경우 가능할 수 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 지구형 외계 행성은 어쩌면 원시적인 메탄 생성균이 살고 있을지도 모른다. 하지만 가능성이 있다는 이야기가 실제로 존재한다는 이야기가 될 순 없다. 많은 연구자들이 지구와 다른 환경에서도 생명체가 존재할 가능성을 다각도로 검토하고 있지만, 사실 가장 중요한 일은 하나라도 진짜 존재한다는 것을 증명하는 것이다. 과학자들은 우선 태양계에서 생명체 존재 가능성이 있는 목성의 위성 유로파나 토성의 위성 엔켈라두스에 대한 탐사를 준비하는 한편 망원경을 통해 생명활동의 징후를 찾아내는 방법을 연구하고 있다. 수소가 풍부한 대기를 지닌 행성에서도 예상보다 높은 메탄의 존재 등 여러 가지 방법이 있을 것이다. 당장에 답을 얻긴 어렵지만, 결국 과학이 이 문제에 대한 해답을 내놓을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

과학자들은 지금까지 수천 개 이상의 외계 행성을 발견했다. 이들 중 대부분은 태양처럼 하나의 별 주변을 공전하는 행성이지만, 두 개 이상의 별 주위를 공전하는 외계 행성도 존재한다. 이 외계 행성에서 하늘을 바라보면 영화 스타워즈에 나오는 타투인 행성처럼 태양이 두 개로 보이는 것이다. 과학자들도 공식적으로는 '쌍성계 주변 행성'(circumbinary exoplanet)이라고 부르지만, 스타워즈 속 타투인 행성의 존재가 워낙 유명하기 때문에 이런 행성에는 타투인 행성이라는 별명이 붙어 있다. 사실 우주에는 두 개의 별이 중력으로 연결되어 서로 공전하는 쌍성계가 흔하다. 하지만 두 개의 별의 중력이 서로 간섭하는 경우 행성 궤도가 안정적으로 유지되기 어렵다. 따라서 과학자들은 쌍성계 주변 행성이 드물 것으로 예상했으나, 예상외로 많은 타투인 행성을 발견할 수 있었다. 미국 캘리포니아 대학 이언 체칼라가 이끄는 연구팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 타투인 행성이 생성되는 과정을 조사했다. 연구팀은 ALMA를 이용해 태어난 지 얼마되지 않은 쌍성계 주변 디스크를 관측했다. 행성은 새로 생성된 별 주변에 있는 가스 및 먼지 디스크에서 생성된다. 상대적으로 낮은 온도의 디스크는 가시광 영역보다 파장이 긴 전파에서 관측이 쉽기 때문에 연구팀은 강력한 전파 망원경을 이용해 관측한 것이다.관측 결과 19개의 원시 쌍성계 주변에서 행성이 태어날 수 있는 디스크를 발견할 수 있었는데, 모두 쌍성계의 공전 주기가 한 달 이내라는 공통점이 있었다.(사진) 사실 이 관측 결과는 기존의 타투인 행성계 생성 이론과 부합되는 결과다. 두 별의 중력 간섭을 받지 않고 행성이 생성될 수 있는 가장 좋은 조건은 두 별이 가까이에서 공전해서 마치 하나의 별처럼 중력을 행사하는 경우이기 때문이다. 따라서 타투인 행성은 매우 공전 주기가 짧은 쌍성계 주변에서만 생성될 수 있다. 미 항공우주국(NASA)의 행성 사냥꾼인 케플러 우주 망원경이 찾아낸 타투인 행성 역시 두 별의 공전 주기가 40일 이내였다. 이번 관측 결과는 기존의 이론을 검증했다고 볼 수 있다. 스타워즈에 등장한 타투인 행성에서 두 개의 태양은 상당히 근접해 보인다. 이는 그냥 태양을 두 번 촬영했기 때문이지만, 실제 타투인 행성 역시 두 태양의 거리가 가까운 경우가 대부분이다. 우연의 일치지만, 과학자들이 쌍성계 주변 행성을 타투인 행성이라고 불러도 좋은 이유가 하나 더 추가된 셈이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

마치 심장이나 맥박이 뛰듯 희한한 움직임을 보이는 별이 처음으로 발견됐다. 지난 9일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 1500광년 떨어진 곳에서 물방울 같은 모양의 별이 발견됐다고 보도했다. 시민 과학자들에 의해 처음 존재가 발견된 이 별의 이름은 HD74423. 'A-타입' 별로 매우 뜨거운 HD74423은 우리 태양 질량의 1.7배 정도의 매우 젊은 별이다. 별은 그 온도에 따라 O, B, A, F, G, K, M 타입으로 나뉘는데 가장 뜨거운 것이 바로 ‘O-타입’이다. 우리의 태양이 중간 단계인 G-타입에 해당된다. HD74423의 가장 큰 특징은 한쪽 면이 진동(사진 참조)한다는 점. 별 내부에서 마치 맥박이 뛰듯 리듬감 있는 패턴으로 진동하는 것이 확인됐는데 이는 대류와 내부의 자기장에 의해 생성되는 것으로 추측된다. 또 하나의 흥미로운 점은 바로 옆에 '친구 별'이 존재한다는 사실이다. 이 별은 우리의 태양보다 작고 침침한 별인 적색왜성으로, 서로를 불과 1.6일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있다. 결과적으로 적색왜성의 중력이 물방울같은 별의 모습을 만들고 진동을 왜곡하는 것으로 해석되는 셈. 특히 HD74423을 발견한 가장 큰 공헌자는 시민 과학자들이다. 차세대 ‘행성 사냥꾼‘인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 방대한 데이터를 분석하던 중 HD74423의 특이한 점을 발견해 전문가들에게 알린 것. 연구에 참여한 호주 시드니 대학 사이먼 머피 박사는 "TESS는 수십만 개 별들에 대한 데이터를 수집한다"면서 "특이한 천체를 찾아내는 것은 결국 인간의 눈인데 현재 1만 6000명이 넘는 자원봉사자들이 TESS의 데이터를 샅샅이 뒤지고 있다"고 평가했다. 논문의 공동저자인 영국 센트럴 랭커셔 대학교 돈 커츠 교수는 "1980년대 이래로 천문학자들이 이같은 별이 이론적으로 존재한다는 사실은 알고있었다"면서 "다만 지금까지 거의 40년 간 이같은 별을 찾아왔고 마침내 첫번째를 발견했다"고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 네이처 천문학(Nature Astronomy) 최신호(9자)에 실렸다. 한편 2018년 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)에서 여름 인턴을 했던 고등학생이 새로운 행성을 발견하는데 큰 공을 세워 현지언론의 주목을 받았다. 지난 10일(현지시간) 미국 ABC, CBS뉴스 등 현지언론은 'TOI 1338 b'라 명명된 새 행성을 발견한 고등학생 울프 쿠키어(17)의 사연을 전했다. 뉴욕에 위치한 스카스 데일 고등학교 학생인 울프는 지난해 여름방학 중 메릴랜드 주에 위치한 NASA의 고다드 우주비행센터에서 인턴십을 가졌다. NASA의 실력있는 연구원들과 우주를 탐사하는 흔치않은 기회를 얻은 것. 울프에게 떨어진 업무는 TESS를 통해 얻어진 별 밝기에 대한 데이터를 분석하는 것. TESS는(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 NASA가 운영 중인 우주망원경으로 지금까지 큰 업적을 남긴 케플러 우주망원경의 후임이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓는 TESS는 행성이 별(항성) 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 식현상(transit)을 이용해 행성의 존재 유무를 확인한다.인턴 당시 울프는 TOI 1338이라 불리는 쌍성계에서 미묘한 빛의 변화를 찾아냈고 이를 NASA 연구원들에게 보고한 후 함께 연구에 들어갔다. 그리고 울프가 발견한 것이 실제로 새로운 행성으로 확인돼 최근 하와이에서 열린 미 천문학 학회에서 논문으로 발표됐다. 지구에서 약 1300광년 떨어진 곳에 위치한 TOI 1338는 두개의 항성으로 이루어진 쌍성계다. 이 두개의 항성을 돌고있는 행성이 바로 TOI 1338 b로, 영화 '스타워즈'에 등장하는 '타투인'의 현실판인 셈이다. 지구보다 6.9배 정도 큰 TOI 1338 b는 각각 지구 시간으로 93, 95일 동안 두 항성을 돈다. NASA에 따르면 TOI 1338과 같은 쌍성계는 우주에 많지만 실제로 찾는 것은 어렵고 특히 이곳에서 식현상을 통해 행성을 찾는 것은 더욱 어렵다. 　 　 울프는 "발견한 것을 과학적으로 증명하는 것은 매우 어려웠지만 데이터가 진실임을 말하고 있었다"면서 "내부적으로 여러차례 논쟁이 벌어졌지만 결국 인턴십이 끝날 무렵 행성이라는 것을 확신했다"고 밝혔다. 이어 "NASA의 인턴십은 나에게 큰 기회였으며 앞으로도 그곳의 멘토들에게 큰 도움을 받고싶다"고 덧붙였다. 보도에 따르면 울프는 대학에서 천체물리학을 전공할 계획으로 이미 프린스턴 대학의 입학허가를 받았으나 아직 진학 결정은 하지 않았다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주 망원경은 퇴역할 때까지 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈다. 그리고 그 후계자인 TESS는 더 많은 외계 행성을 찾아낼 것으로 예상된다. TESS는 케플러보다 강력한 성능으로 지구 크기의 외계 행성을 훨씬 많이 찾아낼 것으로 기대된다. 하지만 이 행성들이 지구와 비슷한 크기와 에너지를 받는다고 해서 반드시 생명체가 살기에 적합한 환경이라는 보장은 없다. 금성처럼 극단적인 온실효과로 생명체가 살 수 없는 뜨거운 환경이거나 혹은 화성처럼 춥고 건조한 행성일 수도 있기 때문이다. 행성 대기 구성 같은 상세한 정보를 얻기 위해서는 행성 자체의 빛을 직접 포착해 스펙트럼을 분석해야 한다. 그러나 지구같이 작은 행성은 별보다 수십억 배 어두워 현존하는 가장 강력한 망원경으로도 직접 관측이 어렵다. 하지만 과학자들은 이 문제를 극복할 신기술을 개발 중이다. 나사 제트 추진 연구소 (JPL) 및 협력 기관이 연구 중인 스타쉐이드 (Starshape)는 거대한 해바라기 형태의 차단막을 이용해 별빛을 가리고 별 주변의 희미한 행성을 포착하는 관측 기술이다. 최근 천문학자들은 더 구체적인 계획을 공개했다. 오하이오 주립대의 스콧 가우디(Scott Gaudi) 교수가 이끄는 HabEx (Habitable Exoplanet Observatory) 프로젝트 팀은 허블 우주 망원경보다 큰 4m 지름 주경을 지닌 우주 망원경과 이 망원경에서 7만 7000km 떨어진 52m 지름의 별빛 가림막을 제안했다. HabEx는 2020년대 나사의 차세대 탐사 계획인 차세대 거대 관측소 (next Great Observatory) 프로젝트의 일부로 제안됐다. HabEx의 가장 큰 걸림돌은 비용이다. 연구팀이 추정한 비용은 70억 달러다. 하지만 과거에 없던 완전히 새로운 방식의 우주 망원경이기 때문에 비용이 얼마나 늘어나게 될지는 아무도 모른다. 현재 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경도 접었다 펼치는 새로운 형태의 우주 망원경으로 개발되면서 비용이 초기 예상보다 훨씬 늘어난 100억 달러에 근접한 상태다. 대형 우주 스타쉐이드 기술은 한 번도 시도된 적이 없어 개발 과정에서 비용이 천정부지로 치솟을 가능성이 있다. 따라서 나사는 이 계획의 타당성을 신중히 검토한 후 개발을 시작할 예정인데, 실제 개발은 아무리 빨라도 2021년 이후이며 발사는 2030년대가 될 것으로 예상된다. HabEx 계획이 순항할지는 아직 판단하기 이르지만, 생명체가 거주 가능한 제2의 지구를 찾아내고 외계 생명체가 존재하는지 검증하는 것은 21세기 과학의 가장 큰 목표다. 오랜 세월 인류는 우주 저 너머에 지구 같은 행성과 지적 생명체가 있을 것이라고 상상했다. 과학자들은 HabEx 같은 대형 과학 프로젝트를 통해 상상을 현실로 바꿀 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

지구에서 가장 가까운 별은 망원경의 도움 없이는 볼 수 없는 프록시마 켄타우리(Proxima Centauri)다. 이 작은 별 주위에는 과학자들의 이목이 쏠려 있는 외계 행성 프록시마 b (Proxima b)가 존재한다. 프록시마 b는 지구형 행성인 데다 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 공전궤도를 지니고 있어 발견 직후부터 생명체 존재 가능성을 두고 과학자들 사이에서 갑론을박이 이어졌다. 가장 큰 논쟁은 적색왜성과 가까운 위치에서 대기와 물이 안정적으로 존재할 수 있느냐는 것이다. 적색왜성은 매우 어둡다. 따라서 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 정도로 에너지를 받기 위해서는 매우 가까운 거리에 행성이 있어야 한다. 하지만 어두운 밝기에도 불구하고 적색왜성에서는 표면 폭발 현상인 플레어(flare)가 매우 활발하다. 별 표면에서 강력한 고에너지 입자와 방사선이 분출하면 가까운 행성에는 치명적인 결과가 초래된다. 생명체가 존재한다면 치사량의 방사선에 피폭될 것이고 대기를 지닌 행성이라면 상당량의 대기 입자가 우주 공간으로 날아가게 된다. 헝가리 콘콜리 관측소(Konkoly Observatory)의 크리스티안 비다가 이끄는 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 '행성 사냥꾼'인 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 데이터를 분석해 프록시마 b에 지구와 같은 대기가 살아남기 어렵다는 연구 결과를 발표했다. TESS는 새로운 외계 행성을 찾는 것이 목표지만, 선배인 케플러 우주 망원경과 마찬가지로 여러 가지 다른 연구도 수행할 수 있다. 기본적으로 별의 밝기 변화를 측정해서 그 앞을 지나가는 행성을 확인하는 장치지만, 별의 밝기 변화는 플레어처럼 다른 이유로도 변할 수 있다. 연구팀은 지난 4월과 6월 TESS가 측정한 프록시마 켄타우리의 밝기 변화를 조사해 얼마나 자주 강력한 플레어가 생기는지 확인했다. 그 결과 50일 정도 관측 기간 중 7%에 해당하는 시간 동안 별의 밝기 변화를 일으킬 수 있는 플레어가 생겼으며 횟수로는 72회에 달했다. 연구팀은 관측 데이터를 바탕으로 인류 역사상 가장 강력한 태양 폭풍으로 기록된 캐링턴 이벤트(Carrington event, 1859년 발생)의 10배 수준의 플레어가 연간 3회 정도 발생할 것으로 예측했다. 프록시마 b는 지구보다 20배 가까운 거리에서 별을 공전하기 때문에 이 경우 프록시마 b가 받는 방사선의 양은 지구의 4000배에 달한다. 이 결과를 종합하면 프록시마 b는 생명체는 물론 대기조차 존재하지 않는 행성일 가능성이 크다. 하지만 확실한 결론을 내리기 위해서는 행성을 직접 관측해 대기의 존재 여부를 확인할 필요가 있다. 현재 망원경의 성능으로는 어려운 일이지만, 2020년대에 발사될 차세대 우주 망원경의 성능이라면 기대를 걸어볼 만하다. 실제로 생명체가 살기 힘든 환경인지, 아니면 예상 못 한 반전이 기다리고 있을지 후속 연구 결과가 주목된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

허블 우주 망원경은 인류의 과학적 지식을 한 단계 넓힌 획기적인 성과로 손꼽힌다. 하지만 1990년에 발사한 허블 우주 망원경은 본래 목표했던 관측 기간을 크게 초과해 임무를 수행했고 이제 퇴역할 시기가 점점 다가오고 있다. 미 항공우주국(NASA)은 그 후계자로 역사상 가장 강력한 우주 망원경인 제임스 웹 우주 망원경을 준비 중이다. 비록 여러 차례 발사가 연기되고 개발비가 치솟으면서 위기를 겪기도 했지만, 다행히 개발이 거의 완료되어 2021년까지는 발사할 수 있을 것으로 보인다. 하지만 제임스 웹 우주 망원경 혼자서 모든 우주 관측 임무를 수행할 순 없다. 스피처, 케플러, 찬드라 X선 등 여러 가지 다른 목적의 우주 망원경이 허블 우주 망원경과 힘을 합쳐 우주를 탐사했듯이 제임스 웹 우주 망원경과 함께 할 우주 망원경들이 필요하다. NASA는 작년에 케플러 우주 망원경의 후계자인 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)를 우주로 발사해 외계 행성 탐사 임무에 투입했다. 제임스 웹 우주 망원경은 그 뒤를 이어 2021년에 우주로 발사할 예정이다. 그리고 2020년대 중반, 이들과 함께 우주의 비밀을 밝힐 차세대 우주 망원경인 WFIRST(Wide Field Infrared Survey Telescope)가 발사될 예정이다. WFIRST는 최근 예비 설계 검토 작업을 마치고 최종 디자인 및 개발을 위한 예산을 확보했다. WFIRST는 허블 우주 망원경과 같은 2.4m 지름의 주경(primary mirror)을 지닌 우주 망원경이다. NASA가 6.5m 주경을 지닌 제임스 웹 우주 망원경보다 늦게 허블 우주 망원경과 같은 크기의 우주 망원경을 추가로 발사하는 데는 그럴 만한 이유가 있다. 망원경의 성능을 결정짓는 요소인 주경의 크기는 동일하지만, 이미지 센서의 크기가 비교할 수 없을 정도로 크고 성능도 강력하기 때문이다. WFIRST에 탑재될 2억 8800만 화소 이미지 센서는 허블 우주 망원경의 100배에 달하는 데이터를 한 번에 수집할 수 있다. WFIRST의 강력한 정보 수집 능력 덕분에 21세기 과학의 최대 미스터리 중 하나인 암흑 물질 및 암흑 에너지의 분포나 정체에 대한 결정적인 단서를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 막대한 정보를 지구로 전송하기 위해 WFIRST는 1.7m 크기의 고성능 안테나를 지니고 있으며 하루 1.375TB의 데이터를 전송할 수 있다.하지만 외계 행성을 연구하는 과학자에게 WFIRST는 더 특별한 의미가 있다. WFIRST는 별빛을 가리는 코로나그래프라는 장치가 설치된 우주 망원경으로 항성보다 10억배 어두운 행성을 찾을 수 있는 관측 능력을 지니고 있다. 흔히 외계 행성을 직접 관측하는 일은 서치 라이트 옆에 있는 반딧불 찾기에 비교된다. 행성이 별에 비해 너무 어두워서 지금까지 행성을 직접 관측한 경우는 매우 드물 뿐 아니라 관측 결과도 매우 제한적이었다. 특히 크기가 작은 지구형 행성을 직접 관측하기는 거의 불가능에 가까웠다. 하지만 WFIRST는 이제까지 추정만 할 수 있었던 외계 행성의 대기 성분이나 물의 존재, 표면 온도 등 여러 가지 정보를 실제로 측정할 수 있다. TESS가 지구와 흡사한 외계 행성을 발견하면 WFIRST는 이 행성이 실제로 지구와 비슷한 환경인지 검증할 수 있는 것이다. 2020년 중반 이후 제2의 지구 찾기가 본격화될 것으로 기대하는 이유다. 과학자들은 앞으로 10년 이내에 우주에 지구 같은 행성이 얼마나 흔하게 존재하는지, 외계 행성의 구성 성분이 태양계와 얼마나 비슷한지 더 자신 있게 말할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

만약 이 행성에서 하늘을 쳐다본다면 3개의 태양이 떠있는 것을 목격할 수 있다. 지난 20일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구에서 약 22광년 떨어진 곳에 위치한 외계행성 'LTT 1445Ab'를 발견했다는 연구결과를 발표했다. 암석형 행성인 LTT 1445Ab는 지구와 비교하면 덩치는 1.35배 크며, 질량은 8.4배 정도다. 흥미로운 점은 LTT 1445Ab가 모두 적색왜성(red dwarf)으로 이루어진 삼성계에 속해있다는 사실. 적색왜성은 태양보다 작고 희미한 별로 온도도 낮다. LTT 1445Ab는 모항성인 3개의 별 중 가장 밝게 빛나는 LTT 1445A를 불과 5.36일 만에 공전한다. 지구의 1년이 이곳에서는 단 5일인 셈이다. 이처럼 항성과 바짝 붙어있는 특성 때문에 행성의 표면온도는 155℃에 이를만큼 이글이글 타오른다.NASA 측은 "차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)로 이 행성을 발견했다"면서 "LTT 1445Ab가 안정적으로 LTT 1445A의 궤도를 돌고있으며 그 너머의 먼거리에서 두개의 별이 공전한다"고 설명했다. 이어 "LTT 1445Ab의 표면온도는 예열된 오븐에 비교할 만 하다"면서 "삼성계의 행성이 발견된 것은 이번이 처음은 아니다"라고 덧붙였다. 실제 학계에서는 영화 ‘스타워즈’ 속 주인공 루크 스카이워커가 살던 외계행성 ‘타투인’ 같이 태양이 2개, 혹은 3개 이상 뜨는 행성도 많다고 보고있다. 이중 '제2의 지구'라는 별칭이 붙은 행성 '프록시마 b'가 대표적으로 지구와 가장 가까운 항성계인 알파 센타우리(α Centauri)라는 삼성계에 속해있다. 지구에서 약 4.3광년 떨어진 곳에 알파 센타우리는 우리의 태양보다 조금 큰 ‘알파 센타우리 A‘, 조금 작은 ‘알파 센타우리 B’ 그리고 가장 희미한 ‘알파 센타우리 C’(프록시마)로 이루어져 있다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지구에서 약 73광년 떨어진 항성 주위에서 외계행성 세 개가 발견됐다. 이들 행성은 먼지와 가스가 뭉쳐 행성을 형성하는 모형에서 ‘잃어버린 고리’일 수 있어 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제 연구진이 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)를 사용해 적색왜성(M형 주계열성) ‘TOI-270’ 주위에서 슈퍼지구 1개와 미니 해왕성 2개를 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(29일자)에 발표했다.지난 3월 화가자리에 있는 이 항성에서 가장 가까운 약 450만㎞(약 0.03AU) 떨어진 곳에서 발견된 슈퍼지구 ‘b 행성’(TOI-270 b)은 지름이 지구보다 약 1.2배 더 크다. 슈퍼지구는 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 이 행성의 공전 주기는 3.4일로 항성과 바짝 붙어있어, 지구형 행성이지만 평균 온도가 약 254°C에 달해 생명체가 도저히 살 수 없는 곳으로 추정된다. 또 이 항성에서 750만㎞(약 0.05AU) 떨어진 첫 번째 미니 해왕성 ‘c 행성’(TOI-270 c)의 지름은 지구의 약 2.4배로 세 행성 중 가장 크다. 미니 해왕성은 지구 지름의 2~3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 기체를 지닌 가스형 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 기체가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 공전 주기는 약 5.7일, 평균 온도는 약 150°C에 달한다. 두 번째 미니 해왕성 ‘d 행성’(TOI-270 d)은 모성에서 약 1100만㎞(약 0.07AU) 거리에 있으며 그 지름은 지구의 약 2.1배다. 공전 주기는 약 11.4일이며 평균 온도는 약 66°C다. 이에 대해 연구를 이끈 MIT 천체물리학자 막시밀리안 귄터 박사는 “항성 TOI-270은 곧 지구형 행성과 가스가 좀더 우세한 미니 해왕성 사이의 잃어버린 고리를 연구할 수 있게 해줄 것”이라면서 “왜냐하면 이 항성계에서는 이 모든 형태의 행성들이 같은 시스템(항성계)에서 형성됐기 때문”이라고 설명했다. 이는 태양계에 이들 행성처럼 지구와 해왕성 크기 사이에 속하는 행성이 없어 행성 행성의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다는 얘기다. 따라서 연구진은 슈퍼지구와 두 미니 해왕성의 형성 경로가 같은지 아니면 다른지를 확인할 수 있기를 기대한다.이런 세 행성이 발견된 항성 TOI-270의 이름은 지난해 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 TESS가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 270번째(270)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다. 또한 연구진은 이 항성계 안에 더 많은 행성들이 숨겨져 있을 가능성이 높다고 추정한다. 그중 일부 행성은 생명체 거주 가능 공간에 있을지도 모른다. 귄터 박사는 “TOI-270은 외계행성 과학을 위한 진정한 디즈니랜드이자 TESS가 발견한 가장 중요한 항성계 중 하나”라면서 “이는 하나가 아닌 여러 이유로 뛰어난 실험실로 정말 사람들이 좋아할 요소를 다 갖췄다”고 말했다. 연구진은 앞으로 TESS보다 적외선 분해능이 뛰어난 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 배치되면 TOI-270에 관한 더 자세한 관측 연구에 집중할 계획이다.한편 TESS는 ‘천체면통과 외계행성 탐색 위성’(Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 약자로 지난해 11월 퇴역한 케플러 우주망원경의 후임으로 그해 4월 발사됐다. TESS는 2년 동안 슈퍼지구를 포함해 1500개의 외계행성 후보 물질을 분류하는 임무를 수행한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

차세대 ‘행성 사냥꾼'인 우주망원경 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 역대 가장 작은 외계행성을 발견했다. 지난 17일(현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 지구와 화성 중간 사이즈의 새 외계행성을 발견했다는 연구결과를 학술지 ‘천문학저널'(The Astronomical Journal)에 발표했다. L 98-59b로 명명된 이 외계행성은 지구의 약 80% 크기로 TESS가 지금까지 발견한 것 중 가장 작다. 함께 발견된 '형제'인 L 98-59c와 L 98-59d는 각각 지구의 1.4배, 1.6배 크며 모두 항성 L 98-59 주위를 돈다. 우리의 태양 기준으로 약 35광년 떨어진 곳에 위치한 L 98-59는 태양 질량의 3분의 1 정도인 적색왜성으로 밝게 빛나지만 차가운 별이다.다만 NASA 측은 세 행성의 사이즈만 알아냈을 뿐 대기의 존재유무 등 세부적인 특징에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔다. 논문의 선임저자인 고나드 우주비행센터와 세티 연구소 베슬린 코스토프 박사는 "이번 외계행성 발견은 TESS의 위대한 공학적, 과학적 업적"이라면서 "지구보다 작은 행성은 탐지하기가 어려우며 대기 연구를 위해서는 궤도 연구가 더 필요하다"고 설명했다. 　한편 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

새로운 세상을 찾아나선 차세대 ‘행성 사냥꾼’이 지구와 비슷한 크기의 외계행성을 찾아냈다. 지난 15일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 지구에서 약 53광년 떨어진 항성계에서 지구만한 외계행성과 '형제' 행성이 새롭게 발견됐다고 보도했다. 우리 태양의 80% 정도 질량을 가진 항성 HD 21749 주위를 도는 이 외계행성의 이름은 HD 21749c. 항성을 단 8일 만에 공전할 만큼 바짝 붙어있는 HD 21749c는 지구 지름의 89%에 달하는 암석형 행성이다. 다만 HD 21749c는 암석형이면서 지구와 크기가 비슷한 특징이 있지만 표면온도가 427°C에 달해 생명체가 살기는 힘들어 보인다. 이에반해 함께 발견된 HD 21749b는 지구 질량의 23배, 반지름 기준 2.7배 크기의 가스형 행성이다. 태양계의 해왕성과 비슷해 '미니 해왕성'이라 불리지만 훨씬 더 따뜻하며 항성을 단 36일 만에 돈다. 이번 외계행성 발견이 언론의 주목을 받는 것은 차세대 행성 사냥꾼이라 불리는 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘테스’(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 '작품'이기 때문이다.이번 연구를 이끈 미국 카네기 연구소 조한나 테스케 연구원은 "TESS가 발사된 지 1년 밖에 안됐지만 벌써 외계행성을 찾는 '게임 체인저' 역할을 하고 있다"면서 "우리은하에 지구만한 외계행성은 많지만 크기가 작아 발견하기 매우 어렵다"고 설명했다. 이어 "이번 외계행성 발견으로 앞으로 더 작은 항성에서 더 작은 행성을 찾아낼 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 보도에 따르면 이번 발견은 TESS가 찾아낸 10번째 외계행성으로 기록됐다.　 지난해 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문으로 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 행성 탐사 미션이 우선 순위가 높은 탐사표적의 목록을 얻었다. 천문학자들은 TESS 우주망원경의 제2지구 탐색작업을 돕기 위해 ‘거주 가능 행성 목록’을 작성했다고 8일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. “생명체는 어떤 종류의 천체에도 존재할 수 있지만, 생명체를 지탱할 수 있는 종류는 우리 행성과 같은 천체이므로 지구와 비슷한 행성을 먼저 찾아보는 것이 타당하다”고 TESS 과학 팀원인 리사 캘터네거 코넬대 천문학 교수가 밝혔다. 목록을 작성한 새로운 연구를 이끈 캘터네거 교수는 “이 목록은 TESS에게 중요하다. 데이터를 다루는 누구나 가장 가까운 지구 유사체를 찾을 수 있는 별을 알고 싶어하기 때문”이라고 덧붙였다. 2018년 4월 18일에 발사된 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주망원경의 미션을 물려받아 태양의 이웃에 있는 수십만 개의 별들을 조사하고, 외계행성들이 모항성의 앞을 가로지를 때 일어나는 밝기의 감소를 검색하는 방법으로 외계행성을 찾아낸다. 이를 트랜싯 방법이라 하는데, NASA의 유명한 케플러 우주망원경은 이 기법을 사용해 현재까지 발견된 3750 개의 외계행성 중 약 70%를 발견했다. 미션이 끝나면 케플러보다 훨씬 더 많은 업적을 올릴 수 있을 것으로 기대되고 있는 TESS는 2년간의 주요 임무 중 약 40만 개의 별을 관찰할 것으로 예상된다. 그 별들이 모두 제2 지구를 가지고 있을 가능성이 같지 않은 만큼 이번 새 목록이 필요한 것이다. 캘터네거 교수와 그 동료들은 1822개의 별을 확인했으며, 이들 별은 TESS가 한 번의 트랜싯 방법으로 발견한 것으로, 크기는 지구의 2배 이하, 모항성으로부터의 복사선 조사량은 우리 지구와 비슷한 행성들이다. 이는 곧 행성의 표면 온도가 지구와 비슷하다는 뜻이다. 연구팀은 TESS가 지구 크기의 따뜻한 행성을 발견할 가능성이 높은 408개의 별을 강조했다. “내가 특히 좋아하는 새로운 별 408개가 있는데, 하나만 골라야 할 필요가 없다는 것이 놀랍다. 나는 수백 개의 별을 찾아다닌다”고 캘터네거 교수는 말했다. 이 새로운 별 목록에는 89억 달러가 투입된 제임스웹 우주망원경이 지속적으로 관측할 137개의 별이 포함되어 있다고 연구진은 밝혔다. 2021년 발사 예정인 제임스웹은 산소와 메탄 같은 ‘생체 신호(biosignature)’ 가스를 탐색하는 등, 가까운 외계행성 대기를 분석할 수 있을 것으로 기대된다. 캘터네거 교수는 “TESS가 우리 목록에 있는 수백 개의 별 주변에서 얼마나 많은 거주 가능 외계행성을 발견할지는 알 수 없지만 그럴 가능성은 충분히 있다”면서 “일부 연구에 따르면 우리 카탈로그에 있는 것과 같이 많은 거주 가능 암석 행성의 존재를 시사하고 있으며, 우리는 그러한 세계의 발견을 흥미진진하게 지켜보고 있다”고 덧붙였다. 이 연구는 지난달 ‘아스트로피지컬 저널 레터’(The Astrophysical Journal Letters)에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지난해 발사된 미국항공우주국(NASA)의 차세대 행성사냥꾼 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)가 태양계에는 존재하지 않는 독특한 행성인 뜨거운 토성형 외계행성을 발견해냈다. 141명의 과학자로 구성된 국제연구팀은 TESS가 보내온 초기 데이터를 분석해 ‘TOI 197.01’(TOI는 TESS Object of Interest의 약자)로 명명된 외계행성 후보를 확인하고 다른 망원경을 이용해 그 존재를 입증했다. 해당 외계행성은 태양과 유사한 별의 주변을 공전하는 외계행성으로 공전 주기는 14일에 불과하다. 모항성에서 워낙 가까워 표면 온도가 높기 때문에 뜨거운 토성이라고 부를 수 있다. 과학자들은 케플러 우주망원경을 통해 이런 형태의 가스행성을 여럿 찾아냈지만, 이 행성의 독특한 부분은 크기가 목성급이 아니라 토성급이라는 점이다. 행성의 지름은 지구의 9배 정도로 토성과 비슷하지만, 질량은 토성보다 작은 지구의 60배 정도다.(토성은 95배 정도) 따라서 밀도는 토성보다 더 작아 지구의 13분의 1에 불과하다. 이는 뜨거운 표면 온도와 연관이 있다. 뜨거워진 가스 때문에 행성이 부풀어 올라 본래는 토성과 해왕성 사이 질량을 지닌 가스행성이 토성만큼 커진 것이다. 아마도 우주에는 뜨거운 목성만큼이나 뜨거운 토성형 행성 역시 흔할 것으로 생각된다. 사실 이 행성 자체는 놀랍거나 특이한 발견은 아닐 수도 있다. 하지만 연구팀에 속한 스티브 카왈러 아이오와주립대 교수는 이번 발견이 소방호스에서 나오는 첫 번째 물과 같다고 설명했다. 다시 말해 앞으로 TESS 데이터에서 쏟아질 외계행성 데이터의 첫 결과물 중 하나라는 것이다. TESS가 관측을 시작한지는 1년이 채 지나지 않았고 과학자들은 이제 막 데이터를 받아 분석을 시작했을 뿐이다. 전세대 행성사냥꾼인 케플러보다 훨씬 많은 외계행성이 밝혀지는 것은 단지 시간 문제에 불과하다. TESS가 밝혀낼 외계행성 가운데는 제 2의 지구에 해당되는 외계행성도 적지 않을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

천문학자들은 지난 수십 년간 수천 개의 외계 행성을 발견했다. 초창기에는 관측 기술의 한계로 별에 가까이 위치해 표면 온도가 매우 높은 뜨거운 목성(hot Jupiter)형 외계 행성만 관측 가능했지만, 현재는 기술 발전로 매우 다양한 형태의 외계 행성이 발견되고 있다. 특히 작년부터 관측을 시작한 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 전임자인 케플러 우주 망원경보다 훨씬 강력한 성능으로 지구와 유사한 크기의 외계 행성을 다수 찾아낼 것으로 기대된다. 최근 하버드 스미스소니언 천체 물리학 연구소 (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)는 TESS 데이터를 분석해 지구형 외계 행성이지만, 공전 주기가 11시간에 불과한 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 지름은 지구의 1.3배 정도로 지구보다 약간 크기만 표면 온도가 800K (섭씨 527도)에 달해 수성이나 금성보다 뜨겁기 때문에 생명체가 살 수 없는 환경이다. 그나마 이 외계 행성이 태양보다 많이 어두운 별 주변을 공전하기 때문에 표면 온도가 뜨거운 목성형 외계 행성보다 낮은 수준이다. 과학자들은 이 행성이 뜨거운 지구 (hot Earth)라는 새로운 분류의 외계 행성이라고 보고 있다. 이 행성의 공전 궤도는 모항성 지름의 7배 수준에 불과해 비율로 따지면 지구 – 달 거리보다 더 가깝다. 이렇게 가까운 거리에서 공전하면 아무리 어두운 별 근처라도 강력한 항성풍과 플레어 (별 표면에서 발생하는 폭발)에 의해 대기가 모두 사라졌을 것으로 예상된다. 하지만 나이가 젊은 행성이고 지구보다 큰 중력과 상대적으로 낮은 온도를 생각하면 아직 옅은 대기를 가지고 있을 가능성도 있다. 연구팀은 정확한 검증을 위해 후속 연구를 준비하고 있다. 어쩌면 지구형 행성의 대기가 항성풍과 방사선에 의해 벗겨져 나가는 보기 드문 장면을 포착할 수 있기 때문이다. 케플러의 후계자인 TESS는 활동을 시작한 후 1년도 되지 않아 여러 가지 과학적 성과를 거두고 있다. 수천 개의 외계 행성을 찾아낸 후 임무를 마감하고 작년에 퇴역한 케플러의 후계자 역할을 이미 톡톡히 하는 셈이다. 앞으로 지구와 매우 흡사한 외계 행성은 물론 새로운 형태의 외계 행성이 TESS에 의해 여럿 발견될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

태양계의 목성, 토성과 유사한 외계행성들이 차세대 ‘행성 사냥꾼’의 도움으로 새롭게 발견됐다. 최근 미국 컬럼비아대학 연구팀은 지구에서 583광년 떨어진 곳에 위치한 작은 항성 주위를 도는 2개의 가스형 행성을 발견했다는 연구결과를 내놨다. 우리 태양 질량의 약 87%, 지름으로는 84%로 작은 이 항성의 이름은 'TOI-216'. 이번에 발견된 것은 TOI-216의 주위를 도는 2개의 행성으로 각각의 이름은 'TOI-216b', 'TOI-216c'다. 먼저 TOI-216b는 지구와 비교하면 질량은 26배, 크기는 8.2배로, 항성의 주위를 단 17일 만에 돌만큼 바짝 붙어있다. 그 거리는 0.13AU(1AU=1억4900만㎞)로 태양과 수성 사이 거리의 3분의 1 수준. 이 때문에 행성의 표면도 항성의 영향을 받아 뜨거운데 온도는 357℃ 정도다. TOI-216b보다 바깥쪽 궤도를 도는 TOI-216c는 이보다 더 크다. 지구와 비교해보면 질량은 190배, 크기는 11.3배나 더 큰 TOI-216c는 항성과 0.2AU 떨어져있다. 표면 온도는 224℃로 추정되며 이곳의 1년은 34.6일이다.　 연구를 이끈 컬럼비아대 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "두 행성 모두 목성과 토성처럼 부피가 크지만 지구와 같은 암석형이 아닌 가스형"이라면서 "두 행성의 존재가 아직 공식적으로 인정받은 것은 아니지만 그곳에 두 행성이 있는 것은 거의 확실하다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 새로운 천체 사냥꾼인 테스(TESS)의 데이터를 이용해 가능했다"고 덧붙였다.지난해 4월 발사된 미 항공우주국(NASA)의 우주망원경 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite)는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사하고 있다. 특히 TESS에 ‘차세대’라는 명칭이 붙은 이유는 지금까지 임무를 수행해 온 케플러 우주망원경의 후임이기 때문이다. 케플러보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 케플러와 TESS가 이렇게 많은 별들 속 외계행성을 찾을 수 있는 이유는 식현상(transit)을 이용하기 때문이다. 천문학자들은 행성이 별 앞으로 지날 때 별의 밝기가 약간 감소하는 것을 포착해서 행성의 존재 유무를 확인한다. 이후 학자들은 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재를 최종 판단하는데 향후 이 임무는 2021년 이후로 발사가 연기된 ‘제임스 웹 우주망원경’(JWST·James Webb Space Telescope)이 맡는다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

엑소 ‘외계 이야기’ 3세대 아이돌 시초 BTS ‘청춘 시리즈’로 월드스타 발판 이달의 소녀, 완전체 공개만 2년 걸려 “완성도 높은 세계관으로 팬덤 강화” 아이슬란드 동토 위를 달리던 소녀가 힘에 부쳐 쓰러진다. 소녀를 뒤로한 채 깨어난 또 하나의 자아는 나비가 허물을 벗고 다시 태어나듯 겉옷을 땅바닥에 벗어 던진 뒤 비행기 잔해로 성큼성큼 걸어간다. 또 다른 영상에서는 붉은 달이 뜬 프랑스 파리 거리를 거닐던 소녀가 상처 난 목을 감싼 초커 목걸이를 끊어버린다. 홍콩 밤거리 한복판에서는 두 소녀가 함께 춤을 춘다. 세계 각지를 배경으로 호기심을 자극하는 이야기 토막들이 수려한 화면을 통해 전해지는 이것은 영화나 드라마 예고편이 아니다. 걸그룹 이달의 소녀가 19일 공개하는 신곡 ‘버터플라이’에 앞서 하나씩 풀어놓은 뮤직비디오 티저 영상이다. 아이돌 그룹의 ‘세계관’이 갈수록 정교해지고 있다. 기존 가수들이 음악과 퍼포먼스 또는 매력적인 외모로 인기를 끌었다면 최근 몇몇 아이돌은 한발 더 나아가 데뷔 전부터 정교하게 기획된 자신들만의 세계관을 내세워 팬들의 눈길을 사로잡는다. 이들은 차례로 발매하는 앨범 속 음악과 이미지를 통해 그들만의 서사를 쌓아올린다. 세계관은 본래 철학에서 자연적·인간적 세계를 바라보는 통일된 견해를 일컫는 용어지만, 판타지·SF 등 소설·영화·게임 등에서는 시나리오의 시간·공간·사상적 배경을 뜻하는 말로 사용된다. 아이돌이 세계관을 도입한다는 것은 현실의 무대 위에서 노래하는 가수를 넘어 가상 세계의 캐릭터를 입는다는 의미다. 3세대 아이돌 시대를 연 보이그룹 엑소는 세계관을 본격적으로 도입한 그룹이다. 2012년 데뷔한 이들은 외계행성을 뜻하는 ‘엑소플래닛’(Exoplanet)에서 팀명을 따왔고 미지의 세계에서 온 새로운 인간이라는 콘셉트로 활동을 시작했다. 첫 번째 미니앨범 타이틀곡 ‘마마’ 뮤직비디오에서는 순간이동, 치유, 번개, 힘 등 멤버 각자의 초능력을 구현한 컴퓨터그래픽(CG)을 선보였다. 방탄소년단(2013년 데뷔)과 여자친구(2015년 데뷔)는 일상의 이야기를 다듬어 세계관으로 활용한 경우다. 방탄소년단은 반항기 넘치는 10대의 이야기를 담은 ‘학교 시리즈’를 보여준 데 이어 스무 살에 접어든 청춘의 고뇌를 노래한 ‘청춘 시리즈’로 본격적인 성공을 거두며 ‘월드스타’로의 발판을 마련했다. 여자친구는 입학, 방학, 졸업을 소재로 한 ‘학교 3부작’을 연달아 선보이며 데뷔와 동시에 개성 있는 걸그룹으로 사랑받았다. 최근 아이돌의 세계관은 더욱 뚜렷해졌다. 지난 13일 신곡 ‘피리’로 컴백한 드림캐쳐가 대표적이다. 몇 가지 유형화된 콘셉트를 벗어나지 않는 기존 걸그룹과 달리 이들은 호러 영화 스타일의 뮤직비디오와 강렬한 록 사운드 기반의 음악으로 강한 인상을 남겼다. 멤버들이 ‘좁은 공간이 갇힌 꿈’, ‘높은 곳에서 떨어지는 꿈’ 등 악몽 자체로 분했고 이어지는 이야기에서 이들이 악몽이 된 이유가 하나씩 밝혀졌다. 이달의 소녀는 지금까지 나온 어떤 세계관보다 방대한 세계관을 풀어낸다. 한 명씩 진행된 멤버 공개는 12명이 모두 공개되고 완전체 앨범이 나오기까지 2년 가까운 시간이 걸렸다. 멤버별로 상징동물, 상징색 등을 갖고 있는 이들은 그동안 솔로곡을 통해 각자의 이야기를 시작했고 3~4명 단위의 유닛과 12명 완전체로 또 다른 이야기 조각을 맞췄다. 멤버들 간의 관계마다 숨은 이야기도 있다. 예컨대 마지막 멤버인 올리비아 혜가 솔로곡 뮤직비디오에서 희진과 만나는 장면은 팬들 사이에서 1과 12의 단순한 만남 이상의 다양한 해석을 낳는다. 지난달 데뷔한 10인조 걸그룹 체리블렛은 팀명과 동일한 운영체제(OS) 안에서 멤버들이 여러 게임의 퀘스트를 달성하며 경험치를 얻어간다는 세계관을 도입해 게임에 익숙한 남성 팬들의 호기심을 자극한다. 김윤하 대중음악평론가는 아이돌 세계관의 효과에 대해 “노래나 무대가 좋아서 아이돌에 눈이 갈 수도 있지만 그 그룹에 대해 더 알고 싶게 하고 깊이 들어갔을 때 빠져나오기 힘들 게 하는 역할을 한다”며 “팬들은 세계관을 통해 한 아이돌에 집중하게 된다”고 설명했다. 이어 “4~5년 전부터 시작돼 이제는 많은 그룹들에게 기본 요소가 된 측면이 있다”며 “대중적인 성공과는 상관없지만 (팬덤에 어필하는) 완성도 높은 세계관을 가진 팀이 늘고 있다”고 분석했다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

아이슬란드 동토 위를 달리던 소녀가 힘에 부쳐 쓰러진다. 소녀를 뒤로 한 채 깨어난 또 하나의 자아는 나비가 허물을 벗고 다시 태어나듯 겉옷을 땅바닥에 벗어 던진 뒤 비행기 잔해로 성큼성큼 걸어간다. 또 다른 영상에서는 붉은 달이 뜬 프랑스 파리 거리를 거닐던 소녀가 상처 난 목을 감싼 초커 목걸이를 끊어버린다. 홍콩 밤거리 한복판에서는 두 소녀가 함께 춤을 춘다. 세계 각지를 배경으로 호기심을 자극하는 이야기 토막들이 수려한 화면을 통해 전해지는 이것은 영화나 드라마 예고편이 아니다. 걸그룹 이달의 소녀가 19일 공개하는 신곡 ‘버터플라이’에 앞서 하나씩 풀어놓은 뮤직비디오 티저 영상이다. 아이돌 그룹의 ‘세계관’이 갈수록 정교해지고 있다. 기존 가수들이 음악과 퍼포먼스 또는 매력적인 외모로 인기를 끌었다면 최근 몇몇 아이돌은 한발 더 나아가 데뷔 전부터 정교하게 기획된 자신들만의 세계관을 내세워 팬들의 눈길을 사로잡는다. 이들은 차례로 발매하는 앨범 속 음악과 이미지를 통해 그들만의 서사를 쌓아올린다.세계관은 본래 철학에서 자연적·인간적 세계를 바라보는 통일된 견해를 일컫는 용어지만, 판타지·SF 등 소설·영화·게임 등에서는 시나리오의 시간·공간·사상적 배경을 뜻하는 말로 사용된다. 아이돌이 세계관을 도입한다는 것은 현실의 무대 위에서 노래하는 가수를 넘어 가상 세계의 캐릭터를 입는다는 의미다. 3세대 아이돌 시대를 연 보이그룹 엑소는 세계관을 본격적으로 도입한 그룹이다. 2012년 데뷔한 이들은 외계행성을 뜻하는 ‘엑소플래닛’(Exoplanet)에서 팀명을 따왔고 미지의 세계에서 온 새로운 인간이라는 컨셉트로 활동을 시작했다. 첫 번째 미니앨범 타이틀곡 ‘마마’ 뮤직비디오에서는 순간이동, 치유, 번개, 힘 등 멤버 각자의 초능력을 구현한 CG를 선보였다. 방탄소년단(2013년 데뷔)과 여자친구(2015년 데뷔)는 일상의 이야기를 다듬어 세계관으로 활용한 경우다. 방탄소년단은 반항기 넘치는 10대의 이야기를 담은 ‘학교 시리즈’를 보여준 데 이어 스무살에 접어든 청춘의 고뇌를 노래한 ‘청춘 시리즈’로 본격적인 성공을 거두며 ‘월드스타’로의 발판을 마련했다. 여자친구는 입학, 방학, 졸업을 소재로 한 ‘학교 3부작’을 연달아 선보이며 데뷔와 동시에 개성 있는 걸그룹으로 사랑받았다. 최근 아이돌의 세계관은 더욱 뚜렷해 졌다. 지난 13일 신곡 ‘피리’로 컴백한 드림캐쳐가 대표적이다. 몇 가지 유형화된 컨셉트를 벗어나지 않는 기존 걸그룹과 달리 이들은 호러 영화 스타일의 뮤직비디오와 강렬한 록 사운드 기반의 음악으로 강한 인상을 남겼다. 멤버들이 ‘좁은 공간이 갇힌 꿈’, ‘높은 곳에서 떨어지는 꿈’ 등 악몽 자체로 분했고 이어지는 이야기에서 이들이 악몽이 된 이유가 하나씩 밝혀졌다.이달의 소녀는 지금까지 나온 어떤 세계관보다 방대한 세계관을 풀어낸다. 한 명씩 진행된 멤버 공개는 12명이 모두 공개되고 완전체 앨범이 나오기까지 2년 가까운 시간이 걸렸다. 멤버별로 상징동물, 상징색 등을 갖고 있는 이들은 그동안 솔로곡을 통해 각자의 이야기를 시작했고 3~4명 단위의 유닛과 12명 완전체로 또 다른 이야기 조각을 맞췄다. 멤버들 간의 관계마다 숨은 이야기도 있다. 예컨대 마지막 멤버인 올리비아 혜가 솔로곡 뮤직비디오에서 희진과 만나는 장면은 팬들 사이에서 1과 12의 단순한 만남 이상의 다양한 해석을 낳는다. 지난달 데뷔한 10인조 걸그룹 체리블렛은 팀명과 동일한 운영체제(OS) 안에서 멤버들이 여러 게임의 퀘스트를 달성하며 경험치를 얻어간다는 세계관을 도입해 게임에 익숙한 남성 팬들의 호기심을 자극한다.김윤하 대중음악평론가는 아이돌 세계관의 효과에 대해 “노래나 무대가 좋아서 아이돌에 눈이 갈 수도 있지만 그 그룹에 대해 더 알고 싶게 하고 깊이 들어갔을 때 빠져 나오기 힘들 게 하는 역할을 한다”며 “팬들은 세계관을 통해 한 아이돌에 집중하게 된다”고 설명했다. 이어 “4~5년 전부터 시작돼 이제는 많은 그룹들에게 기본 요소가 된 측면이 있다”며 “대중적인 성공과는 상관없지만 (팬덤에 어필하는) 완성도 높은 세계관을 가진 팀이 늘고 있다”고 분석했다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

"굿나잇"(goodnight) 그간 수많은 외계행성을 찾아온 '행성 사냥꾼' 케플러 우주망원경이 9년 간의 임무를 마치고 영면에 들었다. 지난 16일(이하 현지시간) 미 항공우주국(NASA)은 15일 밤 케플러 우주망원경이 최종 명령을 받고 퇴역했다고 밝혔다. 이날 NASA가 케플러 우주망원경에 보낸 최종 신호는 바로 '굿나잇'이다. 지난 2009년 3월 발사된 케플러 우주망원경은 '행성 사냥꾼'이라는 별명답게 인류에게 우주에게 대한 새로운 지평을 열어줬다. 케플러가 발견한 외계행성의 수만 2682개로, 이는 현재까지 찾아낸 외계행성의 70%에 해당될 만큼 엄청난 수다. 케플러 우주망원경은 15만 개 이상의 별의 밝기 변화를 감지해 외계행성의 존재 유무를 파악한다. 일반적으로 행성은 모성 앞을 지날 때 별빛을 가림으로써 일시 별이 깜박거리게 되는데, 케플러는 바로 이 현상을 포착해서 행성을 찾아내는 것이다.당초 케플러 우주망원경의 첫번째 목표는 3.5년에 걸쳐 외계행성을 찾아내는 것이었으나 예상을 뛰어넘는 성과로 지금까지 계속 임무가 연장돼 왔다. 물론 임무 수행 중 큰 위기도 있었다. 지난 2013년에는 케플러의 자세를 잡아주는 자이로스코프(회전의)가 고장나면서 임무를 종료할 뻔한 큰 위기를 겪기도 했다. 그러나 태양광의 압력을 이용해서 케플러의 방향을 본래 목표와 다른 방향으로 고정하면서 기적적으로 문제를 해결했다. 이렇게 극적으로 위기를 극복한 케플러 우주망원경이지만 결국 '수명'은 넘어서지 못했다. 발사된 지 9년 째에 이르러 연료가 고갈됐기 때문이다. 연료가 완전히 떨어지면 케플러 우주망원경은 임무 수행을 위한 궤도를 유지할 수 없게된다. 다만 지구에서 멀리 떨어진 위치에 있어 지구로 추락하지는 않는다.이에 지난달 30일 NASA 측은 "케플러 우주 망원경이 탐사 활동에 필요한 연료가 모두 고갈돼 현재 돌고 있는 궤도에서 은퇴시키기로 했다”고 밝혔다. 그리고 지난 15일 밤 최종 명령이자 인류의 마지막 인사를 받고 케플러 우주망원경은 1억 5100만㎞ 떨어진 곳에서 영원히 우주에 품에 잠들었다. 한편 케플러 우주망원경의 후임은 테스(TESS·Transiting Exoplanet Survey Satellite)다. 지난 4월 발사된 TESS는 지구 고궤도에 올라 13.7일에 한 바퀴 씩 지구를 돌면서 300~500광년 떨어진 별들을 집중 조사한다. 케플러 우주망원경보다 관측범위가 400배는 더 넓은 TESS는 20만 개의 별이 조사 범위다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

할머니, 딸, 그리고 손녀딸까지 가족 3대가 같은 대학 동급생으로 함께 공부하게 된 사연이 화제다. 16일(현지시간) 미국 CBS는 아일랜드 출신의 할머니 메리 험블과 딸 데어드레이 허치슨, 손녀 조지나가 나란히 미 매사추세츠 로웰 대학(UML)에 재학 중이라고 전했다. 거의 60년 전, 당시 15살이었던 메리 할머니는 가족 사업을 돕느라 학교를 중퇴해야했다. 잡화점, 게스트 하우스, 라이브 음악 술집을 운영하는 아버지는 학교 교육을 믿지 않았고, 결국 메리 할머니에게 교육의 기회는 주어지지 않았다. 세월이 흘러 가정주부가 된 메리 할머니는 비호지킨림프종(non-Hodgkin’s lymphoma) 4기 진단을 받았다. 살날이 3년도 채 남지 않은 그때 할머니는 학교로 돌아가고 싶은 깊은 열망을 느꼈다. 그리고 검정고시를 쳐서 고등학교 졸업증서(GED)를 받았고, 전문학사학위도 취득했다. 암 투병 후 현재 해당 대학에서 자유 예술학을 공부 중이다. 딸 데어드레이가 로웰 대학에 들어온 건 엄마의 권유 덕분이었다. 딸 역시 고등학교 2학년 때 심각한 톡소플라스마증(toxoplasmosis) 감염으로 한쪽 눈이 일시적으로 멀었고 심한 두통으로 학업을 이어가지 못했다. 다음해 아버지가 돌아가시면서 학업에 더 뒤쳐졌다. 그러나 엄마가 다시 공부하는 것을 보고 ‘엄마가 할 수 있으면 나도 할 수 있다’고 생각하게 됐다. 그녀도 검정고시로 고교졸업증을 받았고, 대학수능 시험에 통과했다. 지난 봄 엄마가 다니는 학교 캠퍼스에서 한 역사 수업을 청강한 후 입학을 결심하게 됐다. 데어드레이는 “대학은 나와 먼 꿈이었는데 엄마를 통해 다시 학교에 다닐 용기를 갖게 됐다”며 기뻐했다. 이후 메리의 손녀딸 조지나가 마지막으로 로웰 대학에 들어왔다. 1년 전 고등학교를 졸업한 조지나는 같은 시기 타 대학에서 법 과학을 공부 중이었지만 그녀는 화학이나 생물 수업보다 형사 사법 제도를 공부하는 게 좋았다. 무엇보다 가족이 있는 고향으로 돌아가고 싶어 한 학기만 마친 후 할머니와 엄마가 있는 대학에 편입했다. 조지나는 “형사 사법 수업을 수강할 수 있는 동시에 캠퍼스에서 이제 엄마와 할머니를 만날 수 있게 됐다”며 즐거워했다. 손녀와 한 과목정도를 같이 들을 예정인 메리 할머니도 “학습의 즐거움은 나를 살아있게 한다. 학교는 내 인생에서 가장 큰 부분”이라며 “수차례 못할 것 같다고 생각하다가도 주변에 나를 도와주는 사람들이 있기에 힘이 난다”고 밝혔다. 사진=매사추세츠 로웰대학교 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr