태양계 밖에 행성들이 있을까?

이것은 인간이 수천 년 동안 궁금해했던 질문이다. 고대 그리스의 수학자 메트로도 로스는 이렇게 표현했다. 그는 지구가 "하나의 줄기가 있는 큰 들판"만큼 믿을 만한 우주라고 말했다. 약 2000년 뒤인 16세기 이탈리아 철학자 조르다노 브루노가 비슷한 제안을 했다. 그는 "수많은 태양과 수많은 지구"가 다른 곳에도 존재했으며, 모두 "우리 행성의 태양과 정확히 같은 방식으로 태양 주위를 돌고 있다"라고 말했다. 과학자들은 이제 메트로도 로스와 브루노 둘 다 본질적으로 옳았다는 것을 안다. 오늘날에도 나와 같은 천문학자들은 새로운 도구를 사용하여 이 문제를 탐구한다.

이제 "외계 행성" 즉, 우리 태양 이외의 별 주위를 도는 행성들의 존재를 증명하는 증거가 있다. 이 증거는 2009년 NASA가 발사한 케플러 우주 망원경의 발견에 바탕을 두고 있다. 4년 동안, 망원경은 백조자리 안에 있는 공간의 한 영역을 계속 응시했다. 지구에서 바라보면, 그곳은 하늘을 보는 시야의 1%도 채 차지하지 않는 지역이다.

케플러에는 42대의 카메라가 탑재돼 있어 사진을 찍을 때 사용하는 스마트폰 카메라와 유사하다. 그 한 지역에서 망원경은 150,000개 이상의 별들을 감지했다. 약 30분마다 이 행성은 각 별에서 방사되는 빛의 양을 관찰했다. 케플러 과학자 팀이 자료를 분석했어요. 대부분의 별에서 빛의 양은 거의 비슷했다. 그러나 약 3,000개의 별에서 빛의 양은 계속해서 소량씩, 그리고 몇 시간 동안 감소했다. 이러한 밝기 저하 현상은 시계처럼 일정한 간격으로 발생합니다. 천문학자들은 이 낙하가 케플러의 카메라가 감지하지 못할 빛을 주기적으로 차단하는 행성에 의해 발생했다고 결론지었다. 행성이 항성과 관측자 사이를 통과할 때 발생하는 이 현상을 통과라고 한다. 그리고 그것은 케플러 망원경이 그 한 점의 우주에서 3,000개의 행성을 발견했다는 것을 의미한다. 3천 개의 행성이 많은 것처럼 들리지만, 그 지역에 있는 많은 행성들이 발견되지 않고 있는 것은 확실하다. 왜냐하면 그들의 궤도가 케플러에서 본 것처럼 빛을 차단하지 않았기 때문이다. 결국, 행성 궤도는 모두 같은 것이 아니다; 그것들은 랜덤 방향이다. 하지만 케플러에 의해 관측된 통과 횟수와 천문학자들의 기하학 지식 때문에 우리는 저 밖에 있는 외계 행성들의 총 수를 잘 추측할 수 있다. 그리고 과학자들은 이러한 계산을 한 후, 평균적으로 모든 별에 적어도 하나의 행성이 있다고 생각한다. 이 발견은 천문학과 우주에 대한 우리의 관점에 혁명을 가져왔다. 예를 들어, 우리 은하에는 적어도 1,000억 개의 별이 있는데, 이는 우리 은하에도 최소한 1,000억 개의 행성이 있다는 것을 의미한다. 그러나 우주는 2조 개의 은하를 보유하고 있다. 그리고 각 은하에는 수백억에서 수천억 개의 별이 포함되어 있다. 그래서 우주의 행성 수는 정말 천문학적인데, 대략 지구의 모든 해변에 있는 마른 모래알의 숫자와 맞먹는다. 그 행성들 중 일부는 우리 태양계의 목성처럼 가스 거대 행성들이다. 다른 것들은 금성처럼 뜨겁게 끓고 있다. 다른 것들은 물의 세계나 얼음 행성일 것이다. 그리고 어떤 것들은 지구와 비슷하다. 실제로 케플러 연구팀은 지구와 비슷한 행성들이 적당한 온도와 액체 상태의 물을 가지고 있을 가능성이 있는 각 별 주위의 우주 영역인 '거주 가능 구역'에서 풍부함을 계산했다. 그들은 우리 은하에서 태양과 비슷한 별들 중 약 50%가 거주 가능 구역에서 지구와 비슷한 행성을 거느리고 있다는 것을 발견했다.