유럽의 행성망원경 ‘키옵스’ 첫 관측물은 3200도의 타원형 행성

유럽의 행성망원경 ‘키옵스’ 첫 관측물은 3200도의 타원형 행성

2020.09.28 20:16

유럽의 외계행성 정밀탐사 우주망원경 ‘키옵스(CHEOPS)’가 관측한 HD 133112 항성계와 태양계를 비교했다. 유럽우주국 제공

유럽의 외계행성 정밀탐사 우주망원경 ‘키옵스(CHEOPS)’가 3200도가 넘는 뜨거운 타원형 행성을 첫 관측물로 내놓았다. 이 정도 온도는 철도가 녹아내리는 정도다.

빌리 벤츠 스위스 베른대 천체물리학부 교수 연구팀은 키옵스를 활용해 WASP-189b 행성을 분석한 연구결과를 이달 28일 국제학술지 ‘천문학 및 천체물리학’에 발표했다.

키옵스는 유럽우주국(ESA)의 첫 외계행성 우주망원경우로 지난해 12월 발사됐다. 키옵스는 외계 행성을 찾아내는 미국항공우주국(NASA)의 행성사냥꾼 테스(TESS) 같은 위성과 달리 이미 알려진 행성을 정밀 분석해 특징을 찾아내는 임무를 갖고 있다. WASP-189b는 영국의 광역행성추적(WASP) 프로젝트에서 발견된 천체 중 하나다.

WASP-189b는 지구로부터 322광년 떨어진 항성 HD 133112를 2.5일에 한 번 도는 가스행성이다. 목성보다도 1.5배 큰 행성이나 별과 거리는 지구와 태양 간 거리의 20분의 1에 불과하다. HD 133112는 지름이 태양의 2.4배다. 태양보다 2200도 뜨거워 행성을 가진 별 중 가장 뜨거운 별로 꼽힌다.

키옵스가 관측한 WASP 189 행성계의 밝기다. 키옵스는 행성이 별 뒤로 숨어들어가며 밝기가 줄어드는 ‘엄폐(occultation)’와 행성이 별 앞을 통과하며 밝기가 어두워지는 ‘통과(transit)’를 활용해 행성을 분석한다. 유럽우주국 제공

키옵스는 행성의 빛을 직접 측정하지는 않았다. 행성이 별과 너무 가까워 볼 수 없기 때문이다. 대신 간접적인 방법을 이용한다. 행성이 별 앞을 통과할 때 별을 가려 밝기가 어두워지는 것을 이용하는 방법이다. 외계의 행성을 찾을 때 주로 쓰는 방법으로 키옵스에 참여 중인 디디에 쿠엘로 제네바대 교수가 이 방법을 찾아내 지난해 노벨 물리학상을 수상했다. 키옵스는 여기에 WASP-189b가 매우 밝은 걸 이용해 행성이 별 뒤로 사라질 때 줄어드는 빛을 측정하는 방법도 활용했다.

연구팀은 WASP-189b의 표면에 밝고 어두운 부문이 나타나는 것을 확인해 이 행성이 가스가 고르게 흐르지 않는다는 것을 밝혀냈다. 또 별의 적도 부분이 늘어난 타원형 행성이라는 것도 밝혀냈다.

WASP-189b는 한 면이 항상 별을 바라보는 조석고정 현상도 보였다. 조석고정 현상은 한 천체를 도는 다른 작은 천체가 중력 때문에 공전 주기와 자전 주기가 일치하는 현상이다. 때문에 태양계 목성이나 토성 기후와는 완전 다른 양상을 보인다. 키옵스 관측에 따르면 WASP-189b 표면 온도는 3200도에 달하는 것으로 나타났다. 연구팀은 “철이 고온에서 녹아 기체 상태가 될 정도의 극단적인 환경을 가진 행성”이라고 설명했다.

벤츠 교수는 “이런 뜨거운 별을 공전하는 행성은 극소수에 불과한 만큼 이후 연구를 위한 좋은 자료가 될 것”이라며 “키옵스를 이용한 관측으로 외계 행성에 대한 더 놀라운 발견을 기대하고 있다”고 말했다.

키옵스의 상상도다. 유럽우주국 제공