‘제2의 지구를 찾아라’ …행성 사냥꾼 ‘에스프레소’ 떴다

에스프레소 (ESPRESSO)라는 단어는 보통 커피의 종류를 뜻하는 단어이지만, 유럽 남방 천문대(ESO)의 과학자들에게는 또 다른 의미를 지니고 있다.

차세대 외계 행성 사냥꾼인 암석형 외계 행성 에셜 분광기 및 안정 분광학 관측기(Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observation)의 약자이기 때문이다. 이 장치는 칠레에 있는 거대 망원경(VLT·Very Large Telescope)에 장착되는 특수 분광학 장치로 별의 미세한 흔들림을 감지해 외계 행성의 존재를 찾아낸다.

외계 행성 찾기는 흔히 등대 옆에 반딧불 찾기로 묘사된다. 밝은 등대 옆에 있는 희미한 반딧불의 불빛을 확인하기도 어렵지만, 별과 행성의 밝기 차이는 사실 수십 억 배나 되기 때문에 훨씬 어려운 일이다. 따라서 과학자들은 대부분 간접적인 방법으로 행성의 존재를 증명한다.

예를 들어 케플러 우주 망원경처럼 행성이 별 앞을 지나는 순간을 포착해서 주기적인 밝기 변화를 감지하는 것이 대표적이다. 하지만 지구에서 관측했을 때 대부분의 외계 행성은 별빛을 가리지 않기 때문에 이를 통해서 찾을 수 있는 외계 행성들은 극히 일부에 불과하다. 따라서 과학자들은 몇 가지 대안적인 기술을 개발했다.

예를 들어 유럽남방천문대의 HARPS는 시선속도(radial velocity)를 관측하는 방법으로 외계 행성의 존재를 증명한다.

별이 지구에 가까워지거나 혹은 멀어지면 도플러 효과에 의해 파장이 짧아지거나 길어지는데, 이를 측정하면 별의 이동속도를 측정할 수 있다. 그런데 외계 행성이 있는 경우 별이 공전 주기에 따라 조금씩 흔들리게 된다. 이 미세한 변동을 측정하는 장치가 바로 HARPS와 그 후계자라고 할 수 있는 에스프레소다.

HARPS는 불과 초속 1m의 변화도 감지할 수 있을 만큼 정밀한 측정장치다. 하지만 에스프레소는 이보다 훨씬 정밀해 초속 수 센티미터에 불과한 차이도 감지할 수 있다. 덕분에 과거 찾을 수 있던 것보다 훨씬 작은 행성을 찾을 수 있다. 차세대 행성 사냥꾼이라고 기대를 모으는 이유다. 에스프레소는 이제 첫 관측을 시작했으며 앞으로 수년에 걸쳐 데이터를 수집할 것이다.

우주의 넓이를 생각하면 지구 같은 행성은 사실 셀 수 없을 만큼 많을 것이다. 다만 관측 기술의 한계로 그 가운데 발견된 것은 극히 일부에 불과하다. 하지만 에스프레소를 비롯해 차세대 관측 장치의 도움으로 앞으로 수많은 지구형 행성이 그 존재를 드러날 것으로 생각된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com