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또 다른 지구를 찾아서: 케플러 우주망원경 목록

조회 : 7146 | 2010-02-01

케플러 우주망원경, 외계 행성 5개 발견
케플러 우주망원경이 외계 행성 5개를 발견했다고 합니다. 케플러 우주망원경은 미국우주항공국(NASA)이 제 2의 지구를 찾기 위해 2009년 3월에 발사했는데요, 지금까지 발사한 것 중에서 가장 큰 카메라가 달려있습니다. 새로 발견된 외계 행성들에는 각각 케플러 4b, 케플러 5b, 케플러 6b, 케플러 7b, 케플러8b라는 이름이 붙여졌습니다. 그 중에서 케플러 7b가 과학자들의 관심을 가장 많이 끌 것으로 보인다고 합니다. 마치 스티로폼과도 같이 낮은 밀도(0.17 g/cm3)를 갖고 있다고 하네요. 5개의 행성 모두 지구보다 훨씬 크기가 크며, 케플러 4b의 반지름은 지구 반지름의 약 4배이고, 그 외의 나머지 4개는 태양계 행성 중 가장 큰 목성보다도 크기가 큽니다. 현재 NASA뿐 아니라 여러 곳에서 지구와 비슷한 행성을 찾기 위해 노력하고 있고, 우리나라도 천문연구원에서 ‘외계 행성 탐색 시스템 개발’ 사업을 진행하고 있습니다. 언젠가 광대한 우주에서 생명체가 살고 있는 또 다른 지구를 발견하는, 그런 멋진 날이 오리라 기대해봅니다.









▲ 케플러 우주망원경이 발견한 다섯 개의 외계 행성과 지구, 목성의 크기를 비교한 그림; 맨 오른쪽의 제일 작은 행성이 지구 (출처: NASA)

* 알아보기
- 외계 행성이란 무엇인가요?
- 외계 행성을 찾는 방법에는 어떤 것들이 있나요?
- 케플러 우주망원경이 무엇인가요?


* 관련 단원
- 태양의 가족 (5학년 2학기 7단원)
- 별자리를 찾아서 (4학년 1학기 8단원)
- 지구와 달 (3학년 2학기 3단원)




케플러 우주망원경이 무엇인가요?
케플러 우주망원경은 지난 해 3월 NASA가 발사한 우주망원경입니다. 유명한 천문학자 케플러의 이름을 딴 이 우주망원경의 임무는 지구와 비슷한 외계 행성을 발견하는 것인데요, 슈미트 방식의 망원경에 대형 카메라를 장착해서 넓은 영역을 관찰할 수 있게 만들어졌습니다. 지구와 비슷한 환경의 행성을 찾기 위해서는 많은 대상을 관찰해야 하고, 그러기 위해서는 넓은 영역을 볼 수 있어야 하기 때문입니다. 망원경 주경의 지름은 1.4 m인데 영상을 담을 수 있는 카메라 부분의 지름은 0.95 m입니다. 주경은 벌집 구조를 하고 있어서 일반 거울에 비해 훨씬 가볍습니다(같은 크기를 가진 일반 거울 무게의 14%). 카메라의 초점면에는 총 42개의 전하결합소자(CCD)가 있는데, 각 소자 하나의 크기는 가로-세로 각각 2.8 cm와 3.0 cm로써 화소수로는 1024 × 1100입니다. 케플러 우주망원경은 임무수행기간은 3년 반 (혹은 그보다 약간 더 오래) 정도이며, 작년 3월 이후 임무를 수행하고 있습니다.





NASA의 케플러 우주망원경을 실은 로케트 델타II가 작년 3월 6일 미국 플로리다에서 발사되었다. (사진 출처: NASA)





42개의 전하결합소자(CCD)로 이루어진 케플러 우주망원경 카메라 초점면 (사진 출처: NASA)



외계 행성이란 무엇인가요?
외계 행성이 무엇인지 말하기에 앞서 ‘행성’에 대해 먼저 짚고 넘어가야 하겠습니다. 행성이란 무엇일까요? 국제천문연맹의 정의에 따르면 행성은 ‘태양의 주변을 돌며 자신의 중력으로 구형이 된 천체로서 해당 궤도 주변 지역에서 가장 큰 천체로, 충분한 질량과 중력을 지녀 평형을 유지할 수 있는 원형 형태’여야 합니다. 지구가 속해 있는 태양계에는 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성, 이렇게 여덟 개의 행성이 있습니다(원래 명왕성까지 해서 아홉 개였는데, 위성과 크기가 비슷할 뿐 아니라 찌그러진 타원 궤도를 돈다는 이유로 명왕성이 2006년에 행성 목록에서 빠졌습니다).
태양계의 행성은 여덟 개 밖에 없지만, 넓은 의미로 보아 행성이란 태양과 같은 붙박이별(항성; 스스로 빛을 내는 천체)의 주위를 도는 천체입니다. 외계 행성이란 태양계 바깥의 행성을 말하는 것입니다. 그동안 천문학자들이 찾아낸 외계 행성이 수백 개나 있는데, 크게 거대 가스 행성, 거대 얼음 행성과 뜨거운 수퍼 지구, 이렇게 세 가지로 분류할 수 있습니다. 즉, 아직까지 생명체가 살고 있을 만한 외계 행성은 발견되지 않았다는 뜻입니다. 외계 생명체에 대한 관심은 고대 철학자부터 현대에 이르기까지 점점 더 증가하고 있습니다. 그리고 외계 생명체를 발견하기 위해서 먼저 해야 할 일이 바로 지구와 비슷한 환경을 가진 외계 행성을 찾는 일입니다. 우리나라뿐 아니라 세계 여러 나라가 외계 행성을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 이번에 새로운 외계 행성 다섯 개를 찾아낸 케플러 우주망원경의 최종 목표도 바로 그것입니다.










▲ 태양으로부터 무려 3000광년에 이르는 케플러 우주망원경의 탐색 영역 (출처: NASA)





외계 행성을 찾는 방법에는 어떤 것들이 있나요?
사실 외계 행성을 찾는 일은 그렇게 쉬운 일이 아닙니다. 우주에는 수많은 천체가 있는데, 밝은 빛을 내는 별들 사이에서 스스로 빛을 내지 못하는 행성을 찾는 것은 어려울 수밖에 없습니다. 하지만 지금까지 발견한 외계 행성만 해도 수백 개에 이르니만큼 어렵긴 하지만 방법이 있습니다. 만약 어떤 별의 주위를 도는 행성이 있다면, 행성이 별을 가렸을 때 별빛의 세기가 달라지겠지요? 일식이나 월식이 일어나는 경우를 생각해보면 쉽게 이해할 수 있을 것입니다. 이렇게 별빛의 변화를 관찰함으로써 행성을 찾아낼 수 있는데, 이 방법이 케플러 우주망원경으로 외계 행성을 찾을 때 사용하는 방법입니다. 이밖에도 행성의 중력에 의해 별빛이 휘는 현상을 이용하는 중력렌즈법, 주변의 행성 때문에 직선으로 움직이지 못하게 된 별의 경로를 추적하는 방법, 도플러 효과를 이용하는 방법 등 여러 가지 방법이 있습니다. 글로는 간단하게 썼지만 사실 각 방법을 하나씩 원리를 알고 이해하기는 그렇게 쉽지 않습니다. 지금으로서는 그런 방법들이 있다는 정도만 알아두면 됩니다.









▲ 별빛을 관측함으로써 행성의 존재를 밝힐 수 있다. 만약에 별 주위를 공전하는 행성이 있다면 주기적으로 일정한 시간 동안 별빛의 밝기에 일정한 변화가 생기게 된다. (출처: NASA)

우주를 동경하고 우주에 대해 알고자 하는 것은 아주 오랜 세월 동안 끊이지 않고 이어져 온 인류의 꿈입니다. 넓디넓은 우주의 극히 작은 부분에 지나지 않는 우리 은하, 그 안의 태양계, 그리고 또 그 안에서도 그다지 크지 않은 행성이 우리가 사는 지구입니다. 근대화, 산업화와 함께 빠른 속도로 지구가 황폐해지고 있다는 우려가 크지만, 아직까지 우리가 알기로는 사람과 자연이라는 다른 생명체가 함께 어우러져 살고 있는 유일한 천체가 지구입니다. 지구를 닮은 다른 행성을 열심히 찾는 한 편, 아름다운 지구를 지키는 노력 또한 게을리 해서는 안 됩니다.




* 오늘의 중요 용어정리
[태양계]
지구가 속해 있는 계. 태양을 중심으로 공전하고 있는 여덟 개의 행성과 그밖의 왜행성, 소행성, 위성, 혜성, 유성체 등으로 이루어져 있다. 우리 은하의 끝부분에 자리하고 있다.

[행성]
붙박이별(항성)의 주위를 도는 둥근 천체를 말한다. 공전궤도는 원형이며, 공전궤도 주변에서 가장 커야 한다. 태양계에는 여덟 개의 행성이 있다. 태양계 밖에 있는 행성을 외계 행성이라 한다.




* 더 찾아보아요.
☆ 인터넷으로 찾아보아요.

- 미국우주항공국(NASA) 케플러 우주망원경 홈페이지: 영어로 되어 있지만 자료 사진이나 동영상을 볼 수 있으므로 한 번 방문해보기를 권합니다.



* 한걸음 더!
☆ 케플러가 누구인지 찾아보세요. 케플러 법칙은 무엇인가요?

☆ 태양계 행성의 특징에 대해 자세히 알아보세요. (내행성과 외행성; 지구형 행성과 목성형 행성)





주제!
태양계 , ,태양계
관련단원 보기
*중3학년 1학기 태양계
명왕성, 태양계 행성 퇴출 사건
*초등5학년 1학기 태양계와 별
행운의 별 자리 – 물병자리 (가을철 별자리)
*초등5학년 1학기 태양계와 별
10주년 맞은 화성 탐사로봇 오퍼튜니티 그리고 쌍둥이 로봇 스피릿
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