저 멀리 외계 행성에도 달이 뜰까? [아하! 우주]

은하계에는 태양 같은 별이 무수히 많다. 그리고 별 주변을 공전하는 행성은 그보다 훨씬 많을 것으로 추정된다. 지금까지 발견한 외계 행성의 숫자는 5000개 정도에 불과하지만, 하나의 별이 태양계처럼 여러 개의 행성을 거느린 경우가 많이 확인됐기 때문이다. 현재 관측 기술로 포착이 어려울 뿐이지 지구 같은 외계 행성 역시 수없이 많을 것으로 예상된다.

당연한 이야기지만, 행성이 이렇게 많다면 위성은 그보다 더 많을 것으로 생각할 수 있다. 그러나 외계 위성 혹은 외계 달(exomoon)을 관측하는 일은 현재 기술로 거의 불가능에 가깝다. 별 앞으로 지나는 행성이 별빛을 약간 가리는 정도를 측정해 행성의 존재까지는 증명할 수 있는데, 이보다 훨씬 작은 위성이 행성 주변을 공전하면서 밝기가 복잡하게 변하는 것을 측정하기는 매우 어렵기 때문이다.

하지만 일부 과학자들은 이런 신호를 포착했다고 발표했다. 2018년 허블우주망원경은 외계 행성 케플러 1625b 주변에서 복잡한 밝기 변화를 포착했다. 이를 분석한 과학자들은 매우 큰 크기의 외계 달이 있을 가능성을 주장했다. 이후 케플러 1708b에서도 비슷한 밝기 변화가 관측되어 두 번째 외계 달의 신호로 추정됐다.

그러나 과학은 본래 믿음보다는 의심의 학문이다. 과학자들은 동료 과학자가 이미 연구한 내용이 맞는지 확인하기 위해 반복해서 관측과 실험을 계속한다. 독일 막스플랑크 태양계 연구소와 조넨베르크 천문대는 외계 달의 주장을 검증하기 위해 밝기 변화를 설명할 수 있는 여러 가지 모델을 만들었다. 이 연구 모델은 오픈 소스 형태로 공개되어 다른 과학자들도 쉽게 재현하거나 참조할 수 있도록 했다.

연구 결과 두 외계 행성에서 포착된 복잡한 밝기 변화는 외계 달 없이도 설명이 가능한 것으로 나타났다. 별 자체의 흑점 등에 의한 밝기 변화, 망원경 이미지 센서의 잡음, 기타 자연적인 요인이 마치 외계 외성이 있는 것 같은 밝기 변화를 만들었다는 것이다. (사진 참조)

물론 이것이 외계 달이 없다는 것을 의미하지는 않는다. 대다수 과학자가 별보다 행성이 많고 행성보다 위성이 많다는 데 동의한다. 다만 현재 기술 수준으로는 의심의 여지없는 증거를 확보하기 어렵다는 의미다.

연구팀은 2026년 발사를 목표로 제작에 들어간 차세대 외계 행성 망원경인 플라토(PLATO, PLAnetary Transits and Oscillations of stars)가 본격 가동에 들어가면 외계 달의 진짜 신호를 포착할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 본래 천문학의 발전은 망원경의 발전과 함께 이뤄졌다. 차세대 망원경으로 더 미세한 밝기 변화를 구분할 수 있다면 잡음인지 진짜 신호인지 자신 있게 말할 수 있을 것이다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com