태양계 외부 최초의 달을 둘러싼 논란

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컬럼비아 대학의 한 연구팀이 최초의 외계 위성을 발견 하자 일부 천문학자들은 회의적인 반응을 보였다.

태양계 바깥 행성을 공전하는 외계 위성의 시뮬레이션. 사진: NASA GSFC/Jay Friedlander 및 Britt Griswold — 태양계 바깥 행성을 공전하는 외계 위성의 시뮬레이션. 사진: *NASA GSFC/Jay Friedlander 및 Britt Griswold*

천문학자들은 외계 행성 주위에서 위성을 찾는 것이 엄청난 업적이 될 것이라는 사실을 항상 알고 있었지만, Live Science 에 따르면 이제 행성 과학 분야에서 외계 위성을 발견하는 것이 얼마나 어려운지를 보여주는 논쟁이 벌어지고 있습니다. 이 이야기는 2018년 컬럼비아 대학교 천문학 조교수인 데이비드 키핑을 포함한 연구진이 자신들이 최초의 외계 위성을 발견했다고 확신하게 되면서 시작됩니다. 이 천체는 지구에서 약 8,000광년 떨어진 목성과 비슷한 외계 행성 케플러-1625b를 공전하고 있습니다. 이 물체는 처음에 케플러 우주 망원경을 사용하여 발견되었습니다.

케플러-1625b가 발견되자, 그 위성은 "케플러-1625 b I"로 명명되었습니다. 이는 나중에 허블 우주 망원경의 자료를 통해 더욱 확인되었습니다. 2022년에는 키핑이 포함된 또 다른 팀이 케플러만을 이용해 두 번째 외계 위성을 발견할 것으로 보인다. 이 천체는 지구에서 5,400광년 떨어진 가스 행성 케플러-1708 b를 공전하고 있으며, 질량은 목성의 4.6배입니다. 두 번째 잠재적 외계 위성도 첫 번째 위성과 같은 이름인 "케플러-1708 b I"을 가지고 있습니다.

두 개의 외계 행성을 감지하는 데 사용된 기술은 지금까지 5,000개가 넘는 행성을 외계 행성 목록에 추가한 통과 관측법과 비슷합니다. 항성 원반 이동 방법은 지구의 관점에서 행성이 항성 앞으로 이동할 때 발생하는, 항성에서 방출되는 빛의 미세한 감소를 감지하는 데 기초합니다. 훨씬 작은 규모이기는 하지만 바깥쪽 달에도 같은 규칙이 적용됩니다. 이러한 위성들이 행성 주위의 올바른 위치에 있으면 행성이 모항성을 통과할 때 위성의 궤도가 바뀌는데, 이로 인해 빛이 약간 어두워집니다.

그러나 이렇게 빛이 약간만 밝아진다는 것은 외계 위성 지지자들에게 케플러-1625 b I과 케플러-1708 b I의 존재를 알려주는 단서가 됩니다. 그러나 외계 위성으로 인한 빛의 감소는 너무 작아서 직접 관찰할 수 없습니다. 그 대신 연구자들은 강력한 컴퓨터 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 망원경 데이터에서 이를 알아내야 합니다.

키핑에 따르면 그의 팀과 르네 헬러가 이끄는 상대 팀은 모두 같은 망원경에서 같은 데이터 세트를 사용했지만 케플러-1625 b I와 케플러-1708 b I이 사라진 것은 그 팀이 알고리즘을 통해 데이터를 처리하는 방식 때문일 수 있다. 키핑은 허블과 케플러 데이터를 분석하는 데 선택한 소프트웨어 때문에 케플러-1708 b I을 놓쳤을 수도 있다고 제안했습니다. 헬러 그룹의 소프트웨어는 키핑의 그룹에서 사용하는 소프트웨어와 비슷하지만, 약간 다릅니다. 키핑은 헬러의 팀이 자사의 소프트웨어를 사용할 것을 제안하기도 했습니다. 이 소프트웨어는 기본 모드 외에서도 일반적으로 매우 안정적이고 데이터 처리에 사용된 몇몇 단계에 민감하기 때문입니다. 이는 왜 외계 위성이 계산에서 제외되었는지를 설명할 수 있습니다.

케플러-1625 b I의 경우, 헬러와 동료들은 별의 가장자리가 중심보다 어두워지는 '별의 변두리 감광' 효과를 사용하여 외계 위성 신호에 영향을 미칠 것을 제안했습니다. 헬러의 팀은 이 효과가 외계 위성에 의해 발생한 어두워짐보다 모성에 대한 관측 결과를 더 잘 설명한다고 주장한다. 키핑은 그의 팀이 케플러-1625 b I의 존재를 설명할 때 별의 변연 어두워지는 효과를 고려했기 때문에 이러한 접근 방식이 잠재적인 외계 위성에 적합하지 않다고 언급했습니다. 헬러와 그의 팀은 케플러-1625 b I과 케플러-1708 b I이 존재한다고 믿지 않습니다.

최소한 헬러와 키핑은 둘 다 연구가 계속되어야 한다는 데 동의합니다. 외계 위성이 항성면 통과 현상에 나타나는 이유는 위성이 해왕성 크기의 거대 천체로, 지름이 지구의 1.6~4배에 달하기 때문입니다. 만약 존재한다면, 그 규모는 엄청납니다. 키핑은 그것이 이 위성이 최초의 외계 위성 발견으로 받아들여지기에는 너무 이례적인 이유 중 하나라고 생각합니다. 그는 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 사용하여 태양계의 위성과 더 비슷한 더 많은 외계 위성을 찾을 계획입니다.

안 캉 ( Live Science 에 따르면)

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