외계 행성을 보는 새로운 방법

유럽남방천문대(European Southern Observatory)가 칠레에 건설한 초거대 망원경 VLT(Very Large Telescope) 덕분에 과학자들이 외계 행성을 직접 관측할 수 있게 됐다.

VLT는 단순한 렌즈와 거울 모음이 아니라 고급 전자파 측정기다. 아주 멀리 있는 물체를 관측하는 데 따르는 과제를 극복하기 위해 디자인한 것. 외계 행성은 주위를 도는 별보다 어두워 관측도 어렵지만 그래비티(GRAVITY)라는 장치를 이용한 광학간섭법에 의한 새로운 관측 방법이 중요한 도구가 되어왔다. 이 관측 방법은 궤도를 도는 별의 빛을 외계 행성이 어떻게 변화시킬 것인지에 근거한 게 아니라 외계 행성에 주어진 빛을 직접 관찰할 수 있다.

과학자들은 태양계에서 129광년 거리에 있는 밝은 별인 황새치자리 γ형 변광성 HR 8799 주위를 공전하는 젊은 목성형 행성인 HR 8799e를 관측했다. 새로운 발견은 아니었지만 처음으로 광학간섭법을 이용해 본 외계 행성으로 이름을 올렸다.

천문학및천체물리학(Astronomy and Astrophysics)에 보고된 바에 따르면 광학간섭법은 블랙홀으 관측하기 위해 사용하는 것과 같은 전파 망원경을 이용한 간섭법과 비슷하다. 칠레에서 구경 8.2m짜리 망원경 4대가 줄지은 VLT를 이용해 가시광선을 관측한다. 마치 중앙 카메라에 빛을 끌기 위해 큰 거울을 세운 것 같은 느낌이지만 거울이 빛을 반사하는 게 아니라 그래비티를 이용해 물리적으로 망원경 4대에서 빛을 모으는 것이다. 전파 천문학에선 일반적 도구지만 광학적으로 가시광선을 측정하는 것보다 더 많은 정보를 제공한다.

이 같은 관측은 행성 위치를 더 정확하게 측정할 수 있게 해준다. 행성 스펙트럼에 대한 자세한 지식을 알 수 있게 해주는 것. 행성에서 방출되는 빛 색상에서 행성 대기에 어떤 물질이 있는지를 결정지을 수 있다고 한다. 그 결과 HR 8799e에는 메탄보다 일산화탄소 쪽이 많았다. 과학적 계산과는 다른 예상치 못한 결과였다. 아마도 행성에서 부는 바람이 메탄 화학반응을 막고 있는 것으로 분석된다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.