지구에서 약 8천광년 떨어진 태양계 밖에서 지구의 달처럼 행성 주변을 도는 외계위성으로 추정되는 천체가 처음으로 발견됐다.

달과 같은 위성은 태양계에만 200개에 달할 정도로 흔하지만 외계위성은 행성에 비해 크기가 작고 항성면 통과(transit) 신호도 약해 지금까지 태양계 밖에서 관측되지 않아왔다.

이 천체가 외계위성으로 확증되면 위성 형성에 관한 기존 이론을 뒤흔드는 천문학계의 기념비적 발견이 될 것이라는 지적이 나오고 있다.

▲ 첫 외계위성 후보 케플러-1625b-i 상상도

미국 컬럼비아대학 천문학과 조교수인 데이비드 키핑과 알렉스 티치 연구원은 8천광년 떨어진 곳의 가스 행성 '케플러-1625b'를 도는 천체 '케플러-1625b-i'를 관측했으며, 이는 태양계 밖에서 관측된 첫 위성일 수 있다고 과학저널 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 최신호에 밝혔다.

이 천체는 지구보다 훨씬 큰 해왕성 크기로 약 300만㎞ 거리를 두고 목성 크기 행성 케플러-1625b를 돌고 있다. 이 행성의 호스트 별인 '케플러-1625'는 태양과 비슷한 크기를 갖고 있지만 형성 시기는 태양보다 더 오래된 것으로 파악됐다.
이 천체가 위성이 맞는다면 케플러-1625b에서 봤을 때 지구에서 보는 달 크기의 두 배에 달하는 것이다.

연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 케플러 우주망원경으로 확인된 외계행성 284개를 분석한 결과, 케플러-1625b만 위성을 가졌을 가능성이 큰 것으로 보고 허블망원경의 초점을 케플러-1625 항성계에 맞췄다.

그 결과, 케플러-1625b가 19시간에 걸쳐 항성면을 통과하며 항성의 빛이 줄어든 뒤 다시 3.5시간에 걸쳐 두 번째 빛이 줄어드는 현상이 관측됐다. 위성의 존재를 입증하는 확실한 증거를 확보한 것이다. 키핑 박사는 이를 "줄에 묶여 주인을 따라가는 개처럼"이라고 표현했다.

연구팀은 그러나 이 천체의 항성면 통과가 종료되기 전에 관측이 끝난 점을 들어 첫 외계위성 발견으로 단정 짓지 않고 내년 봄 허블망원경으로 추가적 관측이 필요하다는 신중한 입장을 나타냈다.

티치 박사도 "첫 외계위성 발견은 비범한 주장이며 그런 만큼 비범한 증거가 필요하다"면서 "더구나 우리가 계산한 위성의 크기가 거의 예상하지 못했던 해왕성급으로 크다는 점도 신중해야 하는 이유로, 아직은 샴페인을 터뜨릴 때가 아니다"고 했다.

키핑 박사는 문제의 천체가 외계위성으로 확증된다면 행성계 형성에 대한 새로운 단서를 제공하고 위성 형성에 관한 기존 이론을 재검토해야 할 수도 있다고 지적했다.

위성으로 추정되는 천체의 질량은 모행성인 케플러-1625b의 1.5% 정도로 추산됐다. 이는 지구와 달의 질량비와 유사한 것이다.

그러나 지구-달은 암석형 천체로 초기에 지구가 거대한 천체와 충돌하면서 일부분이 떨어져 나갔다가 달이 된 것으로 추정되고 있다. 가스형 천체인 케플러-1625b 행성계에는 적용할 수 없는 것이다.

이 논문을 실은 사이언스 어드밴시스의 키드 호지스 부편집장은 AP통신과의 회견에서 "이번 발견이 추가적인 관측을 통해 검증된다면 천문학계에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 의미를 부여했다.

NASA 과학담당 책임자인 토머스 주부헨 부국장도 성명을 통해 "이번 발견은 사실로 확인된다면 위성의 형성과 구성물질에 관한 이해를 완전히 흔들어놓을 수 있다"고 했다.

<연합>

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