천문연 연구진, 가이아 망원경 활용 ‘나홀로 행성’ 발견

토성 질량 약 0.7배 크기

'나홀로 행성' 관측 가상도. ⓒ우주항공청

우주항공청(청장 윤영빈, 이하 우주청)은 한국천문연구원이 참여한 국제 연구진이 우리나라의 외계행성탐색시스템(KMTNet)과 유럽우주국 가이아(GAIA) 우주망원경을 활용해 토성급 질량의 나홀로 행성을 발견했다고 2일 밝혔다.

나홀로 행성은 중심별 중력에서 벗어나 우주 공간을 홀로 떠도는 행성이다. 이러한 천체들은 행성계의 형성과 진화를 이해하는 중요한 단서를 제공한다.

이번에 발견된 나홀로 행성 ‘KMT-2024-BLG-0792’은 토성 질량의 약 0.7배 크기다. 지구로부터 약 1만 광년 떨어져 있다. 이 행성은 기존의 나홀로 행성 발견과 달리, 지상망원경과 우주망원경을 동시에 활용해 지구로부터의 정확한 거리를 측정한 첫 번째 사례다.

우주청에 따르면 현재 나홀로 행성을 발견할 수 있는 유일한 방법은 미시중력렌즈 현상을 활용하는 것이다. KMTNet은 칠레, 호주, 남아프리카공화국에 설치된 세 곳의 망원경을 통해 24시간 연속 관측이 가능하다. 미시중력렌즈 현상이 짧게 발생하는 나홀로 행성도 놓치지 않고 발견할 수 있는 장점이 있다.

천문연 KMTNet 연구진은 미시중력렌즈 현상으로 이번 나홀로 행성을 발견했다. 이 현상이 일어날 당시 가이아 우주망원경이 동일 영역을 16시간 동안 6차례 관측한 자료를 바탕으로 행성의 거리와 질량을 정확하게 측정할 수 있었다.

우주청은 이번 발견은 중요한 학문적 의미를 갖는다고 설명했다. 지금까지 미시중력렌즈 방법을 통해 발견된 9개의 나홀로 행성은 모두 ‘아인슈타인 데저트’라고 불리는 특정 범위의 아인슈타인 반경(약 9~25마이크로초각) 밖에서 발견되었으나, 이번 행성은 아인슈타인 데저트 내에서 발견된 첫 번째 사례다.

참고로 아인슈타인 반경은 미시중력렌즈 현상을 일으키는 물체의 중력장이 빛을 휘게 하는 정도를 정의하는 물리적인 반경을 말한다.

강경인 우주청 우주과학탐사부문장은 “천문연에서 구축한 KMTNet의 우수한 성능 덕분에 미시중력렌즈 방법을 통해 나홀로 행성을 포함한 외계행성 발견을 우리나라가 선도하고 있다”며 “앞으로도 우리 지상망원경과 국제 우주망원경 간 동시 관측 등을 통해 새로운 발견을 지속적으로 추진할 수 있도록 하겠다”고 말했다.