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‘제2의 지구를 찾았다.’ 요즘 신문이나 방송을 보면 하루가 멀다 하고 생명체가 존재할 가능성이 있는 외계행성을 찾았다는 소식이 뜬다. 특히 지난해부터 올해 사이에 1000개에 가까운 외계행성이 발견됐다. 이들 대부분은 생명체가 과연 존재할 수 있을까 고개가 갸우뚱해질 정도로 기상천외하다.


두개의 태양이 뜨는 타투인 행성

SF영화 ‘스타워즈’의 명장면 중 하나로 석양을 배경으로 두 개의 태양이 지는 장면이 있다. 영화 속 주인공의 고향인 ‘타투인(Tatooine) 행성’이 두 개의 별을 돌고 있다는 설정이기 때문이다. 그런데 8월 10일 미국 샌디에고주립대 연구진이 타투인 행성을 실제로 찾았다. 지구에서 약 1400광년 떨어진 거문고자리에서 두 개의 태양 주위를 도는 행성 ‘케플러-453b’가 바로 그것이다.

케플러-453b는 무게가 지구의 17배가 넘고 직경은 지구의 6.2배나 된다. 태양계로 치면 목성과 같은 덩치가 큰 가스형 행성이라 생명체가 존재할 가능성은 ‘없다’. 연구팀은 케플러-453b가 우리 태양의 94%, 20% 크기의 두 항성을 지구날짜로 240일 주기로 공전한다는 사실을 알아냈다. 두 개의 태양이 행성에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 추가 연구를 통해 알아낼 계획이다.

케플러-453b : 케플러 우주망원경이 찾아낸 453번째 항성(케플러-453) 주위를 돌고 있는 행성 중 첫 번째로 발견된 행성이다. 행성에 이름을 붙일 때 a는 사용하지 않는다.

두 개의 별, 즉 쌍성을 도는 행성이 발견된 건 이번이 열 번째다. 2011년 유럽남부천문대(ESO)에서 케플러-16b을 발견한 게 처음이었다. 눈치 챘겠지만 쌍성을 도는 행성이 태양계 밖에서 그리 희귀한 존재는 아니다. 우주의 별 중에서 절반은 1개 이상의 다른 별과 중력적으로 묶여있기 때문이다. 미국 서던 코네티컷 주립대 연구팀은 이런 사실을 바탕으로 쌍성을 가진 행성이 전체 외계행성의 50%에 달한다는 연구결과를 발표하기도 했다.

쌍성을 도는 ‘지구형’ 행성이라고 하면 얘기가 달라진다. 과거에는 쌍성계에서는 지구 크기의 고체 행성이 형성될 수 없다고 생각했다(실제로 지금까지 발견된 쌍성계 행성도 모두 가스형 행성이다). 각각의 항성에 의해 주위 물질의 공전 궤도가 어지럽게 얽히면서 서로 충돌해 부서진다고 생각했기 때문이다. 하지만 최근 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 쌍성계에서도 암석으로 된 지구형 행성이 태어날 수 있다는 사실이 새롭게 밝혀졌다.
 
2개는 모자라… 태양 4개 뜨는 사성계

한술 더 떠 태양이 3~4개 되는 기이한 외계행성도 속속 발견되고 있다. 지난 3월 27일 미국항공우주국(NASA)의 제트추진연구소(JPL)가 발표한 30 Ari라는 별은 태양이 무려 4개인 ‘사성계’이다. 사성계는 보통 쌍성이 이중으로 겹쳐 만들어진다. 하나의 외계행성이 태양과 같은 두 개의 항성 주변을 도는 동시에, 또 다른 쌍성의 궤도를 도는 것이다(90쪽 그림 참조). NASA 연구진은 2009년, 지구로부터 136광년 떨어진 지점에서 쌍성계 30 Ari A와 단일 항성으로 보이는 30 Ari B를 찾았다. 이들은 공통의 중력 중심을 도는 항성계였다. 그런데 6년 뒤 30 Ari B 주변에서 새로운 별과 행성을 발견했다. 기존에 있던 쌍성에 얽힌 새로운 쌍성을 찾아낸 것이다.

목성의 10배 규모인 새로운 행성은 새로운 별 주위를 335일 주기로 돌았다. JPL은 추가 설명 자료를 통해 사성계 행성에서 낮동안 하늘을 보면 하나의 작은 태양과 2개의 밝은 별만 보이지만, 충분히 구경이 큰 망원경으로 보면 밝은 별 중 하나가 쌍성으로 차츰 변해 보일 것이라고 설명했다.

이번 연구를 주도한 JPL의 르위스 로버츠 연구원도 설명 자료에 “이런 다양한 외계행성 시스템이 서로 엮여있다는 사실을 알게 되는 게 행성과학의 묘미”라고 설명했다. 김승리 한국천문연구원 광학천문본부 책임연구원은 “30Ari A에 있는 2개의 별을 한 덩어리, 30 Ari B에 있는 2개의 별과 1개의 행성을 또 한 덩어리로 생각하고, 2개의 덩어리가 서로 돈다고 생각하면 이해하기 쉽다”며 “30 Ari B를 공전하는 행성에서는 30 Ari B에 있는 2개의 별뿐만 아니라, 사성계를 이루는 30 Ari A의 2개의 별도 같이 보이기 때문에 마치 태양이 여러 개인 것처럼 느껴질 수 있다”고 덧붙였다. 사성계는 2012년 발견된 케플러-64b 이후에 이번이 두 번째다.