`외계행성 연구` 세계적 선도자로
중력렌즈현상 이용 밝기변화 추적
변광천체 관측기술 '독보적 수준'
2m급 광시야 탐색시스템 추진도
밤하늘에 보이는 행성, 별, 은하 등 우주를 이루는 물체를 천체(天體)라고 부른다. 천체들은 매일 같은 위치에서 같은 밝기로 보이는 것 같아도 실제로는 시간에 따라 밝기가 변하기도 하고 공간적으로 이동하기도 한다. 새롭게 발견된 천체들은 일반적으로 밝기가 어두워 관측하지 못했던 천체들이 특이한 밝기 변화 과정을 거쳐 발견된 것들이다. 이를 변광천체(變光天體)라고 부른다. 대표적인 예로 꼬리를 달고 갑자기 나타나 많은 관심을 모았던 혜성이나 별이 죽어 가는 단계에서 폭발해 급격히 밝아진 초신성선 등을 변광천체로 볼 수 있다.
천문학에서는 천체의 밝기가 변하는 현상은 그 천체의 물리적 특징과 환경이 달라지기 때문에 발생하는 것이기에 결국 밝기 변화의 관측은 천체의 특성을 연구하는 중요한 단초가 되곤 한다.
한국천문연구원 광학천문연구부 박병곤 박사는 중력렌즈현상을 이용해 지난 2005년과 2006년 2년 연속 외계행성을 발견한 주역이다.
박 박사는 외계행성을 찾는데 중력렌즈 현상을 활용한다. 중력렌즈 현상은 중력에 의해 별빛이 휜다는 아인슈타인의 상대성 이론을 활용한 방법으로, 거리가 다른 2개의 별이 우리가 보는 방향에 정확히 일직선으로 있는 경우 별빛이 휘면서 밝기가 밝아지는 현상을 말한다.
중력렌즈 현상을 일으키는 별 주위를 행성이 공전할 때 특이한 밝기 변화를 겪는데 이런 밝기 변화를 관측함으로써 외계행성을 찾아낼 수 있다. 또 외계행성이 별 표면을 통과하면서 별빛이 어두워지는 현상을 관측해 외계행성을 찾을 수도 있다.
박 박사는 지난해 3월 중력렌즈 현상을 통해 해왕성급 외계행성을 발견하는데 성공했다. 이 행성은 지구 질량의 12배에 달하는 것으로 지금까지 발견된 170여개의 외계행성 중 질량이 네번째로 작은 것이다. 특히 박 박사가 지난 2005년 발견한 목성급 행성에 비해 질량이 200배나 작아 발견이 상당히 어려운 것으로 평가받고 있다.
박 박사는 "외계행성 발견은 외계생명체 탐색 및 지구를 포함한 태양계 생성원리 규명과 관련해 천문학계의 가장 중요한 연구주제"라며 "이 같은 중요성을 인식해 천문연에서는 `새로운 별과 행성 탐색'이라는 프로젝트를 국가 톱 브랜드 사업으로 선정해 추진하고 있다"고 설명했다.
그렇다면 천체의 밝기 변화는 어떻게 관측할까. 이를 위해 천체망원경이라는 특수 제작된 망원경이 사용된다. 천체망원경에는 망원경과 고정밀 디지털검출기인 CCD 카메라가 장착돼 있어 2차원 영상자료를 획득한 후 별과 은하의 밝기변화를 정밀 추적할 수 있다.
세계 각 국은 멀리 떨어져 있는 별과 은하를 정밀하게 관측하기 위해 대형화된 망원경과 기기 오차를 최소화할 수 있는 검출기 개발에 주력하고 있다. 또 대용량의 영상자료를 빠르게 처리할 수 있는 컴퓨터 계산기술 개발에도 노력을 게을리 하지 않고 있다.
현재 국내에는 소백산 천문대의 0.6m 망원경과 보현산 천문대의 1.8m 망원경 등이 있으며 미국 애리조나주의 레몬산 천문대 1.0m 망원경을 원격무인 체제로 운영하고 있다. 이러한 장비를 통해 변광천체를 관측하고 있다.
박 박사는 "국내의 천체관측 장비는 세계적 수준에 미흡하지만 변광천체 관측기술만은 국제적인 수준에 도달해 있다"면서 "특히 우리나라는 외계행성 탐색분야에서 관측뿐만 아니라 고정밀 자료처리에 있어서 독보적인 기술을 확보하는 등 국제공동 연구그룹에서 주도적인 위치에 있다"고 우리나라 천체관측 기술의 경쟁력을 소개했다.
현재 박 박사는 톱 브랜드 사업을 통해 천체관측 연구분야의 양대 축 중 하나인 밝기 변화 관측분야에서 국제적 수준에 도달할 수 있다고 확신을 갖고 있다. 또 우리나라가 운영하는 천체관측장비로 새로운 변광천체와 외계행성을 발견해 별과 은하 및 행성의 신비를 규명하는데도 상당한 역할을 할 수 있다고 호언장담하고 있다.
그는 "앞으로 첨단 관측기술과 자료처리 기술을 확보함으로써 2m급 광시야 변광천체 탐색시스템을 개발해 국제 천문학계의 최대 연구주제인 지구형 외계행성 발견 등 대형 연구성과를 우리나라의 관측장비로 이뤄내 외계행성 연구의 국제적 선도자로 우뚝 서겠다"고 향후 각오를 피력했다.
중력렌즈현상 이용 밝기변화 추적
변광천체 관측기술 '독보적 수준'
2m급 광시야 탐색시스템 추진도
밤하늘에 보이는 행성, 별, 은하 등 우주를 이루는 물체를 천체(天體)라고 부른다. 천체들은 매일 같은 위치에서 같은 밝기로 보이는 것 같아도 실제로는 시간에 따라 밝기가 변하기도 하고 공간적으로 이동하기도 한다. 새롭게 발견된 천체들은 일반적으로 밝기가 어두워 관측하지 못했던 천체들이 특이한 밝기 변화 과정을 거쳐 발견된 것들이다. 이를 변광천체(變光天體)라고 부른다. 대표적인 예로 꼬리를 달고 갑자기 나타나 많은 관심을 모았던 혜성이나 별이 죽어 가는 단계에서 폭발해 급격히 밝아진 초신성선 등을 변광천체로 볼 수 있다.
천문학에서는 천체의 밝기가 변하는 현상은 그 천체의 물리적 특징과 환경이 달라지기 때문에 발생하는 것이기에 결국 밝기 변화의 관측은 천체의 특성을 연구하는 중요한 단초가 되곤 한다.
한국천문연구원 광학천문연구부 박병곤 박사는 중력렌즈현상을 이용해 지난 2005년과 2006년 2년 연속 외계행성을 발견한 주역이다.
박 박사는 외계행성을 찾는데 중력렌즈 현상을 활용한다. 중력렌즈 현상은 중력에 의해 별빛이 휜다는 아인슈타인의 상대성 이론을 활용한 방법으로, 거리가 다른 2개의 별이 우리가 보는 방향에 정확히 일직선으로 있는 경우 별빛이 휘면서 밝기가 밝아지는 현상을 말한다.
중력렌즈 현상을 일으키는 별 주위를 행성이 공전할 때 특이한 밝기 변화를 겪는데 이런 밝기 변화를 관측함으로써 외계행성을 찾아낼 수 있다. 또 외계행성이 별 표면을 통과하면서 별빛이 어두워지는 현상을 관측해 외계행성을 찾을 수도 있다.
박 박사는 지난해 3월 중력렌즈 현상을 통해 해왕성급 외계행성을 발견하는데 성공했다. 이 행성은 지구 질량의 12배에 달하는 것으로 지금까지 발견된 170여개의 외계행성 중 질량이 네번째로 작은 것이다. 특히 박 박사가 지난 2005년 발견한 목성급 행성에 비해 질량이 200배나 작아 발견이 상당히 어려운 것으로 평가받고 있다.
박 박사는 "외계행성 발견은 외계생명체 탐색 및 지구를 포함한 태양계 생성원리 규명과 관련해 천문학계의 가장 중요한 연구주제"라며 "이 같은 중요성을 인식해 천문연에서는 `새로운 별과 행성 탐색'이라는 프로젝트를 국가 톱 브랜드 사업으로 선정해 추진하고 있다"고 설명했다.
그렇다면 천체의 밝기 변화는 어떻게 관측할까. 이를 위해 천체망원경이라는 특수 제작된 망원경이 사용된다. 천체망원경에는 망원경과 고정밀 디지털검출기인 CCD 카메라가 장착돼 있어 2차원 영상자료를 획득한 후 별과 은하의 밝기변화를 정밀 추적할 수 있다.
세계 각 국은 멀리 떨어져 있는 별과 은하를 정밀하게 관측하기 위해 대형화된 망원경과 기기 오차를 최소화할 수 있는 검출기 개발에 주력하고 있다. 또 대용량의 영상자료를 빠르게 처리할 수 있는 컴퓨터 계산기술 개발에도 노력을 게을리 하지 않고 있다.
현재 국내에는 소백산 천문대의 0.6m 망원경과 보현산 천문대의 1.8m 망원경 등이 있으며 미국 애리조나주의 레몬산 천문대 1.0m 망원경을 원격무인 체제로 운영하고 있다. 이러한 장비를 통해 변광천체를 관측하고 있다.
박 박사는 "국내의 천체관측 장비는 세계적 수준에 미흡하지만 변광천체 관측기술만은 국제적인 수준에 도달해 있다"면서 "특히 우리나라는 외계행성 탐색분야에서 관측뿐만 아니라 고정밀 자료처리에 있어서 독보적인 기술을 확보하는 등 국제공동 연구그룹에서 주도적인 위치에 있다"고 우리나라 천체관측 기술의 경쟁력을 소개했다.
현재 박 박사는 톱 브랜드 사업을 통해 천체관측 연구분야의 양대 축 중 하나인 밝기 변화 관측분야에서 국제적 수준에 도달할 수 있다고 확신을 갖고 있다. 또 우리나라가 운영하는 천체관측장비로 새로운 변광천체와 외계행성을 발견해 별과 은하 및 행성의 신비를 규명하는데도 상당한 역할을 할 수 있다고 호언장담하고 있다.
그는 "앞으로 첨단 관측기술과 자료처리 기술을 확보함으로써 2m급 광시야 변광천체 탐색시스템을 개발해 국제 천문학계의 최대 연구주제인 지구형 외계행성 발견 등 대형 연구성과를 우리나라의 관측장비로 이뤄내 외계행성 연구의 국제적 선도자로 우뚝 서겠다"고 향후 각오를 피력했다.
