케플러 망원경의 ‘화려한 부활’

우주전문 웹사이드 스페이스닷컴은 미항공우주국(NASA)의 케플러 망원경이 2년 전 외계행성 사냥을 수행하던 중 고장이 나는 바람에 폐기 직전까지 갔다가 최근 화려하게 부활했다고 5일(현지시간) 보도했다.

부활의 강력한 물증은 제2기 K2 미션 중에 발견한 100개가 넘는 새로운 외계행성 목록이다. 이 같은 사실은 이날 열린 227차 미국천문학회(AAS) 연례회의에서 발표됐다.

총 6억 달러가 투입된 케플러 미션은 2009년 3월에 케플러 망원경이 우주로 발사됨으로써 시작되었다. 이 망원경에 행성 사냥꾼이라는 별명이 붙은 것은 우리은하 내에서 지구와 비슷한 환경을 가진 제2지구를 찾는 것이 주임무이기 때문이다. 케플러는 이 임무를 믿을 수 없을 만큼 완벽하게 수행했다.

공전주기 372.5일로 지구 정지궤도에서 태양 주위를 돌고 있는 무게 1톤의 케플러는 한마디로 고감도 디지털 카메라 겸 노출계다. 특수 제작된 전자소자 결합장치(CCDs)는 행성 탐색에 필요한 광도계 기능을 갖고 있는데, 이것으로 10만 개의 별들과 ‘눈싸움’을 벌여야 한다. 행성의 그 모성 앞을 지날 때 별빛을 가림으로써 일시 별이 깜박거리게 되는데, 케플러는 바로 이 현상을 포착해서 행성을 찾아내기 때문이다. 이러한 방법을 횡단법 또는 트랜싯법이라고 한다.

외계행성 사냥에 나선 지 2년이 채 못되는 시점인 2011년 2월 2일까지 케플러 망원경이 찾아낸 외계행성 후보는 모두 1235개에 달했다. 이들이 도는 모항성의 수는 997개를 헤아린다. 이는 우리 은하에만도 외계행성이 엄청나게 많다는 사실을 시사하는 것이다.

​이들 중 68개의 행성은 대략 지구 크기만 하고, 288개는 슈퍼 지구 사이즈이며, 662개는 해왕성 크기, 165개는 목성 크기, 19개는 목성의 2배 크기로 집계되었다. 목성만 해도 지름이 약 14만km로 지구의 11배나 되는데, 목성의 2배라면 참으로 엄청나게 큰 행성인 셈이다.

이중에서 지구의 2~5배 정도 크기로, 서식가능 영역에 있는 행성은 모두 54개 정도가 후보에 올라 있다. 생명체가 있을 가능성이 있는 외계행성을 대거 발견한 셈이다.

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케플러가 취역한 지 만 2년 10개월이 되는 2013년 1월, 그동안 탐사한 성과를 결산하는 중간발표가 나왔다. 이에 따르면 무려 461개나 되는 외계행성 후보들이 새롭게 추가되었으며, 모두 2740개의 외계행성 후보들이 2036개의 모항성 둘레를 도는 것으로 집계되었다. 이만한 성과만 하더라도 외계행성 탐사에 한 획을 그은 것으로 평가된다.

그러나 케플러 탐사선이 늘 순항만 한 것은 아니다. 이해 5월에 중요한 망원경 부품이 고장을 일으키는 불운이 찾아왔다. 망원경의 방향을 통제하는 반작용 휠 4개 중 2개의 휠이 고장나면서 선체 제어가 불가능하게 됨으로써 케플러의 행성탐사 임무는 이 시점에서 '공식 종료'되었다고 NASA는 발표했다. 하지만 케플러는 그후 2개의 반작용 휠과 태양광 압력을 이용해서 자세제어에 성공, 기적적으로 부활했다. NASA는 이에 따라 K2라는 새로운 임무를 케플러에게 주어, 지금까지 외계행성 탐색을 계속하고 있다.

사실 이 시점에서도 케플러는 3.5년으로 예정된 1차 미션 목표를 이미 충분히 완수했고, 보내온 데이터도 상당량인 만큼 데이터를 분석하는 데만 몇 년의 시간이 더 필요한 상태다. 게다가 케플러 망원경 자체도 2016년까지 연장 미션을 부여받아 앞으로도 계속해서 관측 데이터를 보내올 터이므로, 이들 데이터가 완전히 분석되면 새로운 내용들이 많이 밝혀질 것으로 기대되고 있다.

외계행성 탐사에 수많은 신기록들을 세워온 케플러 망원경이 2015년 10월 현재 뽑아낸 계산서 내용은 다음과 같다. 30만 6604개의 별을 관측하고 4601개의 외계 행성 후보를 찾아냈다. 그중에서 외계행성으로 확인된 것만도 1000개가 넘는다. 아직 확인을 기다리는 후보는 모두 4000여 개에 달한다.

케플러는 당시까지 총 125억 번의 별 밝기 관측을 수행했으며, 지구로 전송한 데이터는 20.9TB에 달한다. 그리고 최종적으로 가장 중요한 목표였던 서식가능 외계행성을 8개 찾아내는 데 성공했다. ​

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이광식 통신원 joand999@naver.com