물리 행성사냥꾼 테스 2년간 찾아낸 외계행성만 2100개

행성사냥꾼 테스 2년간 찾아낸 외계행성만 2100개

미국항공우주국(NASA)의 '행성사냥꾼' 테스(TESS) 위성의 모습이다. 2018년 발사된 테스는 지구 밖에서 하늘을 관찰해 외계 행성을 찾아내는 임무를 수행하고 있다. 미국항공우주국 제공

지구를 닮은 행성을 외계에서 찾아내며 ‘행성사냥꾼’이라는 별명을 가진 미국항공우주국(NASA)의 차세대 우주 망원경 ‘테스(TESS)’가 지난 2년간 주어진 첫 임무에서 66개의 외계행성과 2100개의 행성 후보군을 찾은 것으로 나타났다.

미국항공우주국(NASA)은 테스가 2018년 4월 발사된 후 궤도에 안착한 2018년 6월부터 지난달 4일까지 약 2년간 진행된 지구에서 보이는 하늘의 75%를 관측하는 첫 임무를 성공적으로 완수했다고 이달 12일 밝혔다.

테스는 ‘천체면통과 외계행성 탐색위성’의 영문 앞글자를 모은 이름이다. 이름 그대로 천체면을 통과하는 외계행성을 찾아낸다. 태양과 같은 항성 주위를 도는 행성이 항성면을 통과하면 항성이 내는 빛의 밝기가 어두워진다. 항성이 주기적으로 어두워졌다 다시 밝아지면 행성이 별 주위를 돌고 있다는 뜻이 된다.

테스가 1년간 촬영해 구성한 남반구 전체의 하늘 모습이다. 테스는 하늘을 24도씩 나눠 27일간 관찰하며 외계 행성을 찾는다. 미국항공우주국 제공

테스는 13.7일에 한 바퀴씩 지구를 돌며 외계 행성을 탐사해 왔다. 테스에는 하늘을 관찰하는 4대의 카메라가 장착됐다. 카메라는 하늘을 상하와 좌우로 24도씩 나눠 볼 수 있는데 테스는 네 대의 카메라를 이용해 좌우 24도, 상하 96도의 하늘을 관찰한다. 24도로 나눈 하늘을 27일간 관찰하며 외계 속 행성을 찾는다. 테스는 임무 첫 1년간은 남반구 하늘을 13개 구역으로 나눠 관찰해 남반구 전체의 별 지도를 만들었다. 이후 1년간은 북쪽 하늘을 관찰했다.

2년간의 관찰을 통해 테스가 찾아낸 외계행성만 66개다. 지난해 지구로부터 73광년 떨어진 곳에서 태양보다 작은 별을 도는 슈퍼지구 행성 1개와 미니 해왕성급 행성 2개를 발견한 것이 대표적인 예다. 이들 행성 중 별에서 가장 멀리 떨어진 행성은 평균 온도가 66도로 물이 표면에 존재할 수 있어 생명체가 살 가능성이 큰 것으로 확인되기도 했다. 올해 1월에는 두 개의 태양이 뜨는 쌍성계 속 행성도 처음으로 찾아냈고, 6월에는 적색왜성을 도는 해왕성 크기의 행성을 찾아낸 연구결과가 국제학술지 ‘네이처’에 실리기도 했다. 이외에도 천문학자들이 탐구할 만한 2100개의 행성 후보군을 찾아냈다.

테스가 발견한 지구로부터 73광년 떨어진 곳의 TOI 270 행성계다. TOI 270d는 평균 온도가 66도로 낮은 행성이다. 미국항공우주국 제공

행성만 찾아낸 것도 아니다. 테스는 태양계 내 혜성을 비롯해 여러 별들이 폭발하는 장면도 포착하는 등 별에 관한 정보도 제공해 왔다. 고대 이집트에서 북극성으로 활용하던 별인 ‘투반’ 쌍성계에서 별이 서로를 가리는 일식이 주기적으로 일어난다는 것을 밝혀내기도 했다. 지구로부터 3억 7500만 광년 떨어진 은하 속 초거대 블랙홀이 별을 국수가락 뽑듯 빨아들이는 장면도 포착해냈다.

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다음 임무는 2022년 9월까지 26개월간 진행된다. 같은 지역을 전보다 3배 빠른 속도로 촬영하는 ‘고속 촬영’이 목표다. 기존에는 30분마다 전체 하늘을 찍었으나 이제는 10분마다 촬영하게 된다. 이를 통해 테스는 기존처럼 2분마다 별 수만 개의 밝기를 수집하는 동시에 20초마다 별 수천 개 밝기도 측정하게 된다. 측정 속도가 빠를수록 별의 특성을 알려주는 진동 현상을 관찰하는 데 유리하다.

테스가 찾아낸 쌍성계 속 행성의 모습을 상상한 그림이다. 쌍성계 속 행성은 하루에 태양이 두개가 뜨는 장면을 보게 된다. 미국항공우주국 제공

패트리샤 보이드 NASA 고다드우주센터 테스 임무 책임자는 “테스는 여러 과학 분야에 걸쳐 귀중한 데이터를 제공하는 고품질 자료를 만들고 있다”며 “확장된 임무에 들어가기 전에 테스는 이미 엄청난 성공을 거뒀다”고 말했다.