[아하! 우주] 외계 행성에도 달이 있을까?

지구에서 멀리 떨어진 외계 행성의 밤하늘에도 달이 뜰까? 과학자들은 그럴 가능성이 크다고 생각한다. 태양계의 사례를 보더라도 위성이 있는 행성이 없는 행성보다 더 흔하기 때문이다. 이미 발견된 외계 행성만 수천 개에 달하고 우리 은하계에만 수천억 개 이상의 외계 행성이 있을 것으로 추정된다는 점을 생각하면 위성을 거느린 외계 행성이 드물다는 가정이 더 이상하다. 하지만 외계 달 (Exomoon)을 실제로 입증하는 일은 매우 어렵다.

외계 행성을 직접 관측하는 일은 흔히 서치라이트나 등대 옆에 있는 반딧불 찾기로 비유된다. 스스로 빛을 내지 않는 작은 행성은 별보다 보통 수억 배 이상 어둡기 때문이다. 외계 달은 당연히 이보다 훨씬 작고 어두워서 반딧불 옆에 있는 먼지 찾기나 다른 바 없다.

따라서 이미 수많은 외계 행성을 찾아낸 과학자들도 외계 달을 입증하는 데는 대부분 실패했다. 하지만 가능성이 없는 것은 아니다. 외계 행성 가운데는 목성보다 훨씬 큰 대형 행성이 존재하므로 그 주변에는 태양계의 행성처럼 큰 위성이 존재할 수 있다.

막스 플랑크 연구소의 과학자들은 케플러 우주 망원경 데이터를 이용해서 외계 행성 케플러 1625 b-i (Kepler 1625 b-i)를 연구했다. 연구팀은 이 행성이 어쩌면 두 개의 행성으로 구성된 쌍성계이거나 혹은 위성을 거느린 행성일지 모른다는 연구 결과를 발표했다.

이 동반 천체는 지구보다 크거나 토성보다 작은 크기로 가장 가능성 있는 해석은 거대 행성 주변에 해왕성 크기의 더 작은 천체가 공전하고 있다는 것이다. 지구의 경우에도 자신의 지름이 1/4 수준인 달을 거느리고 있으므로 목성보다 큰 행성이라면 해왕성 크기의 위성을 거느려도 이상할 것은 없다.

만약 이 주장이 옳다면 태양계에는 없는 거대 가스 위성을 거느린 행성이 있는 셈이므로 흥미로운 연구 결과다. 이는 외계 태양계의 위성 생성 과정이 태양계와 다를 수 있다는 점을 시사한다. 이외에도 과학자들은 떠돌이 행성인 MOA-2011-BLG-262를 비롯한 몇 개의 행성에서 외계 달의 후보를 발견했다.

하지만 워낙 어둡기 때문에 외계 달의 존재를 확실히 증명하기 위해서는 더 강력한 망원경의 힘이 필요하다. 앞으로 발사될 제임스 웹 우주 망원경과 지상에 건설 중인 거대 망원경이 그 해답을 줄 것으로 기대된다.

외계 달이 있을 경우 생각할 수 있는 중요한 가능성 가운데 하나는 생명체가 살 수 있는 위성이다. 만약 지구와 비슷한 크기의 외계 달이 있고 모성과 적당한 거리에 위치했다면 액체 상태의 물과 대기가 존재할 가능성이 있기 때문이다. 지구의 달에는 토끼가 살지 않지만, 어쩌면 저 멀리 외계 달에는 외계인이 있을지도 모른다. 그 답을 찾기 위해 앞으로 계속해서 연구가 필요하다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com