케플러 우주망원경이 임무 종료 직전 발견한 외계행성들

 

NASA의 Kepler 우주 망원경이 파기 직전에 2개의 작은 해왕성형 외계 행성을 발견했습니다. 이러한 발견은 Kepler가 연료를 다 사용하고 2018년 말에 종료되기 직전에 관측한 데이터에서 확인된 유일한 외계 행성입니다.

Kepler 우주 망원경은 2009년 3월에 발사되어 백조자리의 15만개의 선별된 별들을 관찰하는 주요 임무를 시작했습니다. 이 임무는 3.5년 동안 예상되었지만, 2013년에 망원경의 궤도를 정확하게 유지하는 데 중요한 역할을 하는 4개의 리액션 휠 중 2개가 고장나면서 어려움을 겪었습니다. 그러나 과학자들은 해결책을 찾아내어 망원경의 2개의 정상적인 리액션 휠과 내장된 추진기를 사용하여 약간 불안정하지만 작동 가능한 균형을 유지하도록 했습니다. Kepler는 추가 4년 동안 K2 미션으로 알려진 새로운 임무를 수행하며 하늘의 다른 부분을 80일마다 관찰하면서 수백 개의 외계 행성을 발견했습니다.

 

케플러 우주망원경이 마지막으로 발견한 3개의 행성 일러스트. 출처 : NASA/JPL-Caltech(K. Walbolt)

 

2018년 8월 말에 Kepler의 관측 능력이 크게 저하되어 한 달 동안 진행된 K2 캠페인 19에서는 고품질 데이터가 단 하루밖에 얻어지지 않았습니다. 이 제한된 데이터 세트에서 연구 팀은 3개의 외계 행성을 확인했습니다. K2-416 b와 K2-417 b라는 이름의 이 두 행성은 해왕성보다 작은 크기를 가지고 있습니다. 이들은 뜨거운 희박한 대기로 둘러싸여 있으며, 연구자들은 이들이 생명체 생존 가능성이 없는 것으로 추정하고 있습니다. 세 번째 후보 행성은 EPIC 245978988이라는 태양과 유사한 별 주위를 공전하고 있으며, 자세한 사항은 아직 확인되지 않았습니다.

행성인지를 확인하기 위해 연구 팀은 Kepler가 폐기되기 직전 약 1주일 동안 수집한 저품질 데이터를 자세히 분석했습니다. 그리고 빛의 곡선에 대한 시각적인 저품질 데이터를 시각적으로 분석함으로써, 연구 팀은 33,000개의 별에 대한 빛의 곡선을 확인하는데 아마추어 천문학자들의 도움을 받았습니다. 이는 일반적으로 외계 행성을 찾는 자동화된 기법에 의존하는 대신에 수동으로 데이터를 검토하는 것입니다. 연구에 참여한 아마추어 천문학자들은 빛의 곡선을 시각적으로 검사하여 자동화된 방법으로 찾기 어려운 새로운 패턴이나 개체를 발견할 수 있었습니다. 그러나 그들도 모든 것을 포착하지는 못한다고 언급했습니다.

행성인지를 더욱 확실히 하기 위해 연구 팀은 지난 70년간의 이미지 자료를 검토하여 배경 별들로 인한 가짜 양성 결과의 가능성을 제거하기 위해 노력했습니다. 더불어 연구자들은 NASA의 TESS 위성의 이미지 자료도 사용하여 K2-417 b의 데이터를 확보하였습니다.

Kepler는 임무종료까지 매우 많은 관측을 수행했습니다. Kepler의 관측으로 확인된 외계 행성의 총 수는 2,660개로, 현재까지의 외계 행성 발견의 거의 절반에 해당합니다.

이 연구는 《왕립천문학회 월간 공지》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 2023년 5월 30일에 게재된 논문에 발표되었습니다.