지식보관소의 외계행성 이야기

지식보관소의 외계행성 이야기
지식보관소 지음 / 처음북스 / 2020년 8월

지식보관소의 외계행성 이야기

이 책은?

이 책 『지식보관소의 외계행성 이야기』는 우주에 대한 인식을 달리하게 만드는, 지식 체계에 새로운 지평을 열게 해주는 책이다.

저자는 지식보관소, <21만 구독자를 보유한 유튜브 크리에이터로, 우주와 물리학과 관련된 내용을 쉽게 설명해주는 유튜브 채널을 운영하고 있다.>

이 책의 내용은?

제임스 조이스의 『젊은 예술가의 초상』에서, 주인공 디덜러스는 자기 자신을 이렇게 자리매김한다.

스티븐 디덜러스

기초반

클롱고우스 우드 학교

샐린스 마을

칼데이 군

아일랜드

유럽

세계

우주 

(『젊은 예술가의 초상』, 민음사, 25쪽)

그가 생각한 그의 자리, 그는 우주 안에 있다는 것이다.

그런데, 그가 생각한 우주는 어디를 말하는 것일까? 어디까지가 그의 우주였을까?

태양계, 은하계? 또 다른 어떤 곳?

그가 만일 ‘외계 행성’의 존재를 알았더라면, ‘우주’라는 말은 어떻게 바뀌었을까?

<1980년대까지만 해도 외계 행성에 관한 이야기는 과학계에서 금기사항이었다. 외계행성을 발견하는 건 공상과학소설에서나 가능하다고 여겨졌기 때문이었다.>(9쪽)

그러니 영화나 공상 과학 소설에서만, 외계행성이 등장하곤 했다.

우리가 공상 과학 영화에서 보았던 외계 행성은 <스타워즈>의 타투인 행성, <아바타>의 판도라 행성, <인터스텔라>의 밀러 행성인데, 그런 외계행성은 과연 실재하는 것일까? 아니면 그저 영화 속의 상상에 불과한 것인가?

이제 시대가 바뀌었다. 사람들의 우주관이 바뀐 것이다. 외계 행성의 발견으로.

1995년 미셀 마요르와 디디에 쿠엘로 연구팀이 천재적인 아이디어로 세계 최초로 외계행성이 존재한다는 증거를 찾아낸 것이다.(11쪽)

그들은 그 공로를 인정받아 2019년 노벨 물리학상을 수상했다.

노벨상도 인정할 정도니, 이제 외계행성의 존재는 확실해진 것이다.

외계 행성이란 무엇인가?

우주에는 우리가 살고 있는 은하만 존재하는 것이 아니다. 예컨대 ‘안드로메다은하’라는 다른 은하도 존재한다. 이렇게 태양계를 벗어난, 다른 항성계에 존재하는 행성을 외계 행성이라 말한다. (26쪽)

외계행성은 외계항성을 전제로 하는 개념이다. 외계 항성을 일정한 주기로 하여 공전하고 있는 게 외계행성이다.

외계 행성은 어떤 게 있을까?

저자가 소개하고 있는 외계항성과 그것을 공전하고 있는 외계행성은 다음과 같다.

페가수스 51 / 페가수스 자리 51b

게자리 55 / 게자리 55b

HD 209458 / HD 209458 b

HR 5183 / HR 5183b

백조자리 16 / 백조자리 16 B/ 백조자리 16 Bb 외

외계 행성 이름을 붙이는 법 :

위에 소개된 외계항성과 외계행성의 이름을 들으면서, 뭔가 감을 잡았을 것이다.

외계행성의 이름은 중심별의 이름 바로 뒤에, 발견된 순서에 따라 영어 소문자로 알파벳 b부터 차례대로 붙이는데, 이때 a는 사용하지 않고 b부터 쓴다,(112쪽)

이 알파벳 순서는 발견된 순서일뿐 모항성까지의 거리와는 무관하다.(112쪽)

다만 HD 10180은 모항성에 가까운 순서대로 번호를 붙였다 (114쪽)

어떻게 발견했을까, 방법은?

외계행성을 발견할 수 있는 방법 중 중요한 것으로 시선속도법과 통과관측법이 있다.

시선속도법은 도플러 효과를 이용하는 것이다.

빛의 스펙트럼은 파장이 짧아질수록 자색(보라색)에 가까워지고 길어질수록 적색(빨간색)에 가까워진다. 이것을 ‘도플러 효과’라고 부른다. 우리가 살고 있는 우주는 계속해서 팽창하고 있기 때문에, 우리로부터 멀리 떨어진 은하들은 계속 멀어지고 있고, 우리가 관측하기엔 멀리 떨어진 은하들이 모두 적색인 것처럼 보인다. 이것을 ‘적색편이’라고 부른다.

미셸 마요르와 디디에 쿠엘로 연구팀은 페가수스 51이라는 별에서 이런 스펙트럼의 변화를 찾아낸 것이다.(33쪽)

이렇게 기본적으로 외계행성의 영향으로 모항성이 흔들리는 현상을 통해서 외계행성의 존재를밝혀내는 것이다.

또 다른 방법으로 통과관측법이 있다.

외계행성이 외계항성을 도는 동안, 외계행성과 외계항성이 일직선상에 놓이게 될 때 모항성의 별빛이 어두워질 수 있다. 낮에 태양이 달에 의해 가려지는 월식 같은 일이 외계행성의 경우에도 일어나는 것이다. 즉 외계행성이 통과하는 동안 항성의 밝기가 달라지는 현상을 이용하여 외계행성의 존재를 확인할 수 있는 것이다. 이게 통과관측법이다.(57,81쪽)

이렇게 해서 외계행성은 발견되기 시작했다.

그 뒤로도 외계행성을 발견하기 위한 노력은 꾸준히 진행되어, 케플러 우주 망원경이 이용되었다. 본래는 2012년에 임무가 종료되어야 할 케플러 우주망언경은 2018년까지 지속되고, 그 뒤로 2018년에 발사된 테스 망원경이 임무를 지속하고 있다. (172쪽)

또한 과학자들은 이에 그치지 않고 다음 세대를 위한 하벡스라는 것도 계획하고 있다.(173쪽)

다시, 이 책은? - 외계행성 발견의 의의

외계행성에 대해 관심을 가지고 찾기 위해 노력하는 것은 왜 그런 것일까?

발견한 외계 행성에 실제 생명체가 살 수 있는가를 알아내고자 하는 것이다.

마치 태양계에 있는 화성이 생명체가 살 수 있는 행성인가를 알아내려고 노력하는 것과 같다.

외계 행성에 대기가 존재하는지, 존재한다면 어떤 성분이 있는지, 산소나 물, 이산화탄소, 질소 같은 화합물이 있는지를 확인하는 것이다.

우리가 알고 있는 우주, 단순히 태양계만 존재하는 것이 아니다. 태양계 외에도 수많은 외계가 있다는 것, 외계행성의 발견으로 더 확실하게 되었다.

이제 그런 존재로 인해, 우리의 우주인식 달라져야 하는 것이다.

그렇다면 우리 후손들은, 지금 우리가 공상 과학 영화에서 보았던 외계 행성들, <스타워즈>의 타투인 행성, <아바타>의 판도라 행성, <인터스텔라>의 밀러 행성 같은 곳에서 살아가는 날이 올지도 모른다.

그러한 외계행성의 존재를 알았다는 그 사실 자체만으로도, ‘우주’를 달리 생각하게 된다. 안드로메다은하 같은 것들이 더 있다는 것, 그게 우리 위 하늘에 있다니, 이 책은 그런 생각을 하게 만드는 책이다.

덕분에 우주관, 세계관이 달라지게 된 것이다.