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[IT뉴스]갈색왜성 도는 목성급 천체 발견…‘첫 외계위성’ 가능성

온카뱅크관리자

2026-07-23 06:17:31

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 <img alt="CD-35 2722 공전 시스템 상상도. 가장 왼쪽은 젊은 별인 'CD-35 2722'이다. 오른쪽 붉은 천체는 젊은 별을 공전하는 갈색왜성 'CD-35 2722 B'로 목성보다 질량이 30배 이상 크다. 칠레 디에고포르탈레스대 연구팀은 이 갈색왜성을 공전하는 새로운 위성(가운데)을 발견했다. ESO/M. Kornmesser 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/dongascience/20260723060810455ekxx.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="FieRJxPKLd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/23/dongascience/20260723060810455ekxx.jpg" width="658">
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 CD-35 2722 공전 시스템 상상도. 가장 왼쪽은 젊은 별인 'CD-35 2722'이다. 오른쪽 붉은 천체는 젊은 별을 공전하는 갈색왜성 'CD-35 2722 B'로 목성보다 질량이 30배 이상 크다. 칠레 디에고포르탈레스대 연구팀은 이 갈색왜성을 공전하는 새로운 위성(가운데)을 발견했다. ESO/M. Kornmesser 제공
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 별 주위를 도는 갈색왜성 주변에서 다시 궤도 운동을 하는 목성급 천체가 발견됐다. 태양계의 행성·위성과는 구조가 달라 외계행성인지 외계위성인지 명확히 분류하기 어렵지만 지금까지 확인된 가장 유력한 외계위성 후보라는 평가다.
 칠레 디에고포르탈레스대 연구팀은 별 ‘CD-35 2722’의 동반 천체인 갈색왜성 'CD-35 2722 B' 주변에서 공전하는 천체 존재 증거를 확인하고 연구결과를 22일(현지시간) 국제학술지 '네이처'에 발표했다. 갈색왜성 CD-35 2722 B 주변에서 공전하는 천체가 외계위성일 가능성이 제시된 것이다. 
 CD-35 2722는 태양 질량의 약 절반인 젊은 별이다. 연구팀의 분석에 따르면 이 별의 주위를 목성보다 질량이 30배 이상 큰 갈색왜성 CD-35 2722 B가 공전한다. 갈색왜성은 일반적인 행성보다는 무겁지만 별처럼 지속적인 수소 핵융합을 일으킬 만큼 질량이 크지는 않아 '실패한 별'로 불린다.
 연구팀은 2023년 10월부터 올해 2월까지 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 설치된 고분산 분광기 '크리레스 플러스(CRIRES+)'로 갈색왜성을 23차례 관측해 갈색왜성 CD-35 2722 B 주변을 도는 천체가 존재할 가능성을 확인했다.
 관측에는 '시선속도 분석'이 사용됐다. 주위를 도는 천체의 중력에 이끌려 중심 천체가 미세하게 흔들리면 지구에서 관측되는 빛의 파장이 주기적으로 달라지는 원리를 이용하는 방식이다. 최초의 외계행성 발견에도 동일한 분석 방식이 사용됐다.
 연구팀은 갈색왜성 CD-35 2722 B의 시선 방향 속도가 약 171일을 주기로 규칙적으로 변한다는 사실을 발견해 갈색왜성 주변에서 최소 1개의 천체가 공전한다고 추정했다. 새 천체의 질량은 목성의 약 0.9배며 약 171일에 한 번씩 갈색왜성을 공전하는 것으로 분석됐다. 강성주 천체물리학자·(전)한국천문연구원 선임연구원은 "갈색왜성을 공전하는 행성 질량 천체가 다시 별의 중력권 안에 포함된 구조는 처음 관측됐다"고 설명했다.
 새로운 천체가 외계행성인지, 외계위성인지는 아직 분명하지 않다. 지금까지 6000개가 넘는 외계행성이 발견됐지만 외계위성으로 확정된 천체는 없다.
 외계위성은 일반적으로 태양계 밖 행성 주위를 도는 자연 위성을 뜻한다. 새 천체는 위성처럼 다른 천체 주변을 돌지만 공전 대상이 행성이 아닌 갈색왜성이다. 지구의 위성인 달처럼 작고 암석질인 천체가 아니라 목성과 비슷한 질량의 거대한 가스 천체라는 점에서도 행성과 유사하다. 
 연구팀은 "태양계 밖 별·갈색왜성·행성의 구분이 흐려지는 체계에는 태양계를 기준으로 만든 ‘행성’과 ‘위성’이라는 명칭을 그대로 적용하기 어렵다"고 설명했다. 외계위성에 대해 공식적으로 합의된 정의가 없다는 점도 분류를 어렵게 한다고 덧붙였다.
 케빈 호이 박사과정생은 “새 천체는 분명 행성으로 볼 만큼 질량이 크지만 행성처럼 별 주위를 공전하지는 않는다”며 “그런 점에서 위성이라고 부르고 싶지만 태양계의 위성과는 전혀 달라 위성이라고 확정할 수도 없다”고 말했다.
 명칭과 무관하게 이번 연구는 외계위성을 탐색할 새로운 방법을 입증했다는 의미가 있다. 강 천체물리학자는 "시선 속도를 측정해 위성을 찾는 방법은 2018년 제안됐지만 지금껏 뚜렷한 신호를 검출하지 못했다"며 "향후 직접 촬영된 젊은 행성이나 갈색 왜성 주변에서 더 가벼운 천체를 관측적으로 찾을 방법을 증명했다는 점에서 의미가 크다"고 말했다.
 박병곤 한국천문연구원 대형망원경센터 책임연구원은 "현대천문학의 가장 큰 연구 주제 중 하나는 외계 행성과 우주 생명의 근원을 밝히는 것"이라며 "6000개가 넘는 외계행성의 발견으로 행성 형성 이론은 어느 정도 정립됐지만 위성은 아직 많은 것이 불확실하다"고 말했다. 이어 “태양계 행성의 위성에 한정됐던 위성 연구를 외계 천체 주변으로 확장할 수 있는 관측적 근거를 마련했다는 점에서 중요한 성과”라고 평가했다.
 [문혜원 기자 moony@donga.com]
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