서류가방 크기밖에 안되는 큐브샛(초소형 인공위성)이 덩치 큰 우주망원경이나 가능할 줄 알았던 태양계 밖 외계행성을 찾아내는 데 처음으로 성공한 것으로 학계에 보고됐다.
미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)는 초소형 위성의 기술 시연을 위해 지구 저궤도에 배치된 ‘아스테리아’(ASTERIA)가 지구에서 약 41광년 떨어진 슈퍼지구급 외계행성 ‘게자리 55 e’의 존재를 확인하는 기대 이상의 성과를 거뒀다면서 관련 론문을 학술지 《천문학저널》에 발표할 것이라고 밝혔다.
‘아스테리아’는 ‘천체물리학 연구를 가능하게 하는 각초(角秒·3600분의 1도) 우주망원경’의 략칭으로 지난 2017년 11월 20일 국제우주정거장(ISS)에서 발사돼 지구 저궤도를 돌아왔다.
새로 개발된 ‘정밀조준 제어’기술의 시연을 목적으로 90일간 가동될 계획이였지만 3차례나 임무를 연장하며 20개월 이상 가동되다가 지난해 말 련락이 끊겼다.
‘정밀조준 제어’기술은 목표물에 오래동안 지속해서 초점을 맞추는 데 필수적인 것으로 ‘아스테리아’는 이를 리용해 ‘게자리 55 e ’행성이 별 앞을 지날 때 광도가 줄어드는 것을 포착해냈다.
이미 존재가 확인된 외계행성을 찾아내는 것으로 기술 성능을 점검한 것인데 구경 6센치메터밖에 안되는 작은 망원경으로 별빛이 0.04% 줄어드는 것을 감지해냈다.
우주선이 흔들리거나 움직이면 별빛이 줄어드는 것으로 오인될 수 있어 미동도 않고 별빛을 중앙에 둬야만 한다고 한다.
‘아스테리아’는 카나다우주국의 소형 위성 모스트(MOST)가 지난 2011년 천체면 통과를 통해 ‘게자리 55 e’ 행성을 처음 찾아냈을 때와 같은 방식으로 관측을 진행했다. 모스트는 구경 15센치메터의 망원경을 장착하고 있으며 지금 기준으로도 소형 위성이지만 크기가 ‘아스테리아’의 6배에 달한다.
‘아스테리아’가 포착한 외계행성 신호는 그 자체만으로 행성의 존재에 대해 확신을 주기에는 부족했으며 이전 관측 자료와 비교한 뒤에야 이를 확인할 수 있었던 것으로 전해졌다.
매사추세츠공과대학(MIT) ‘아스테리아’프로젝트 과학자인 론문 제1저자 메어리 크냅 박사는 “과학 탐사에 최적화되지도 않은 작은 망원경을 갖고 어려운 목표물을 추적한 끝에 간신히 이뤄낸 것이기는 해도 결국 잡아냈다.”면서 “이번 론문은‘아스테리아’미션의 동기가 된 개념, 즉 소형 우주선도 천체물리학과 천문학에 기여할 수 있다는 것을 정당화하는 것이라고 생각한다.”고 덧붙였다.
연구팀은 NASA의 천체면 통과 외계행성 탐색 위성인 ‘테스’(TESS)의 모든 능력을 큐브샛에 담아내는 것은 불가능하겠지만 대형 우주망원경을 뒤받침하는 역할은 충분히 수행할 수 있을 것으로 전망했다.
례컨대 별 하나를 장기간 관측하며 발견되지 않은 외계행성을 찾아낸다거나 천체면 통과가 확인된 외계행성의 후속 관측 임무를 맡아 대형 우주망원경에 집중되는 부담을 덜어줄 수 있다는 것이다.
MIT ‘아스테리아’ 책임연구원인 새러 시거 박사는 NASA의 지원을 받아 소형 위성 활용 후속 임무로 ‘아스테리아’ 두배 크기의 위성 6대로 태양과 같은 별을 도는 지구 크기의 외계행성을 찾는 방안을 구상중인 것으로 전해졌다.
