우리는 우주에서 혼자인가? 5,000개의 새로운 세상, '외계 행성' 혁명의 시작

 

밤하늘에 빛나는 저 수많은 별 너머에, 우리처럼 생명체가 살아숨쉬는 또 다른 지구가 존재할까요? 인류는 아주 오랜 시간 동안 이 질문을 철학이나 공상의 영역에 남겨두어야 했습니다.

불과 30년 전까지만 해도 우리가 확실히 아는 행성은 태양계의 8개(당시엔 9개)가 전부였습니다. 과학자들은 태양 외의 다른 별에도 행성이 있을 것이라 추측했지만, 증거는 어디에도 없었습니다.

하지만 1990년대 중반, 천문학의 역사를 바꾼 거대한 혁명이 시작되었습니다. 바로 태양계 밖의 행성, **'외계 행성(Exoplanet)'**의 발견입니다.

이번 새로운 시리즈에서는 인류가 어떻게 태양계의 울타리를 넘어 5,000개가 넘는 외계 세상을 발견했는지, 그리고 그곳에서 **'제2의 지구'**를 찾을 가능성은 얼마나 되는지 깊이 있게 탐구해 봅니다.

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1. 왜 그렇게 오랫동안 찾지 못했을까?: 등대 옆의 반딧불이

외계 행성을 찾는 것은 천문학에서 가장 어려운 난제 중 하나였습니다. 이유는 단순합니다. 별(항성)은 너무 밝고, 행성은 너무 어둡고 작기 때문입니다.

• 밝기 차이: 태양과 지구의 밝기 차이는 약 10억 배가 넘습니다.
• 거리 문제: 가장 가까운 별조차 4광년 넘게 떨어져 있습니다.

비유하자면, 수십 km 떨어진 곳에서 강력한 등대(별) 불빛 바로 옆에 날아다니는 작은 반딧불이(행성) 한 마리를 망원경으로 찾으려는 것과 같습니다. 등대 불빛이 너무 강렬해서 반딧불이는 보이지 않습니다.

이런 기술적 한계 때문에 인류는 20세기 후반까지 외계 행성의 존재를 눈으로 확인할 수 없었습니다.

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2. 1995년의 충격: 첫 번째 외계 행성 '51 Pegasi b'

오랜 침묵을 깬 것은 1995년이었습니다. 스위스의 천문학자 미셸 마요르와 디디에 켈로는 페가수스자리의 별 '51번' 주변에서 최초의 외계 행성 **'51 Pegasi b'**를 발견했다고 발표했습니다.

이 발견은 천문학계를 충격에 빠뜨렸습니다. 우리가 상상하던 태양계의 모습과 너무 달랐기 때문입니다.

• 뜨거운 목성 (Hot Jupiter): 이 행성은 목성처럼 거대한 가스 행성인데, 별에 수성보다 훨씬 가깝게 붙어서 단 4일 만에 공전하고 있었습니다. 표면 온도는 1,000℃가 넘었습니다.
• 상식의 파괴: 당시 이론으로는 거대 가스 행성이 별과 그렇게 가까운 곳에 존재할 수 없다고 여겨졌습니다. 이 발견은 기존의 행성 형성 이론을 송두리째 뒤엎었습니다.

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3. 케플러 우주 망원경: 행성 사냥의 황금기

초기에는 드문드문 발견되던 외계 행성의 숫자가 폭발적으로 늘어난 계기는 2009년 발사된 NASA의 '케플러 우주 망원경(Kepler Space Telescope)' 덕분입니다.

케플러의 임무는 단순하지만 강력했습니다. 백조자리 부근의 별 15만 개를 뚫어지게 바라보며, 행성이 별 앞을 지나갈 때 별빛이 미세하게 어두워지는 현상(식현상)을 포착하는 것이었습니다.

• 결과: 케플러는 혼자서 2,600개가 넘는 외계 행성을 확인했고, 수천 개의 후보를 찾아냈습니다. 케플러 덕분에 우리는 "우리 은하에 별보다 행성이 더 많을지도 모른다"는 사실을 알게 되었습니다.

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4. 5,500개의 세상: 우리는 이제 시작일 뿐이다

2024년 현재, 인류가 공식적으로 확인한 외계 행성의 숫자는 5,500개를 넘어섰습니다. 그곳에는 표면이 용암으로 뒤덮인 행성, 다이아몬드로 이루어진 행성, 두 개의 태양이 뜨는 행성 등 상상을 초월하는 다양한 세상이 존재합니다.

그리고 그중에는 지구와 크기와 온도가 비슷한, 생명체가 존재할 가능성이 있는 **'슈퍼지구(Super-Earth)'**들도 포함되어 있습니다.

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마치며: 우주는 행성으로 가득 차 있다

불과 한 세대 전만 해도 우리는 우주에서 유일한 태양계를 가진 특별한 존재라고 생각했습니다. 하지만 이제 우리는 압니다. 우주는 행성들로 북적이는 곳이며, 지구는 그저 수많은 세상 중 하나일 뿐이라는 것을요.

그렇다면 이 수많은 행성 중, 정말 지구와 닮은 곳은 어디일까요? 우리는 그 먼 곳에 있는 행성의 정보를 어떻게 알아내는 걸까요?

다음 2편에서는 보이지 않는 행성을 찾아내는 천문학자들의 기발한 탐정 수사 기법, **<외계 행성 탐색 방법: 식현상과 시선속도법>**에 대해 자세히 알아보겠습니다.