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[IT뉴스]"우리가 알던 행성이 아니네"…우주에서 찾은 낯선 세계들

온카뱅크관리자

2026-09-12 18:07:25

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 <img alt="관측 기술이 정교해질수록 우리가 알고 있던 '행성다운 모습'의 범위도 계속 넓어지고 있다. 생성형 AI 제작" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180156548rhho.png" data-org-width="680" dmcf-mid="bxxl3loMRk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180156548rhho.png" width="658">
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 관측 기술이 정교해질수록 우리가 알고 있던 '행성다운 모습'의 범위도 계속 넓어지고 있다. 생성형 AI 제작
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 우리가 흔히 떠올리는 행성은 둥근 천체가 하나의 별 주위를 일정하게 도는 모습이다. 지구가 태양을 도는 것처럼 말이다. 하지만 우주에는 이런 익숙한 모습에서 벗어난 세계도 존재한다.
 중심별 없이 홀로 우주를 떠도는 행성이 있는가 하면 강력한 중력 때문에 레몬처럼 찌그러진 행성도 있다. 태양계 안으로 눈을 돌리면 얼음 아래 거대한 바다를 품고 생명체 존재 가능성을 두고 논쟁이 이어지는 천체도 있다. 최근 관측과 연구를 통해 모습을 드러낸 낯선 세계들을 살펴본다.
 ● 별 없이 우주를 떠돈다…1만 광년 밖 '나홀로 행성'
 대부분의 행성은 지구가 태양을 도는 것처럼 중심별 주변을 공전한다. 하지만 중심별의 중력에서 벗어나 우주 공간을 홀로 떠도는 '나홀로 행성'도 있다.
  
 우주항공청(우주청)은 한국천문연구원(천문연)이 참여한 국제 공동연구진이 우리나라의 외계행성탐색시스템(KMTNet)과 유럽우주국 가이아(GAIA) 우주망원경을 활용해 토성급 질량의 나홀로 행성을 발견했다는 연구 결과가 국제학술지 '사이언스(Science)'에  2026년 1월 1일 발표됐다.
 나홀로 행성은 중심별의 중력에서 벗어나 우주 공간을 홀로 떠도는 행성이다. 행성계 내의 행성이 여러 요인으로 인해 중심별의 중력권 밖으로 튕겨 나가면서 생기는데 이러한 천체들은 행성계의 형성과 진화를 이해하는 중요한 단서를 제공한다.
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 <img alt="나홀로 행성이 뒤쪽 별의 빛을 휘게 해 밝아지는 미시중력렌즈 현상 상상도. 우주청 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180157831fvjn.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="9T1dwdztRA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180157831fvjn.jpg" width="658">
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 나홀로 행성이 뒤쪽 별의 빛을 휘게 해 밝아지는 미시중력렌즈 현상 상상도. 우주청 제공
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 발견된 나홀로 행성 'KMT-2024-BLG-0792'은 토성 질량의 약 0.7배 크기로 지구로부터 1만 광년가량 떨어져 있다. 지상망원경과 우주망원경을 동시에 활용해 지구로부터의 정확한 거리를 측정한 첫 번째 나홀로 행성으로 기록됐다.
 현재 나홀로 행성을 발견할 수 있는 유일한 방법은 '미시중력렌즈 현상'을 활용하는 것이다. 미시중력렌즈 현상이란 보이지 않는 천체의 중력이 배경 별의 빛을 휘게 해 밝기가 일시적으로 밝아지는 현상을 말한다.
 천문연 KMTNet 연구진은 미시중력렌즈 현상으로 이번 나홀로 행성을 발견했고 이 현상이 일어날 당시 가이아 우주망원경이 동일 영역을 16시간 동안 6차례 관측한 자료를 바탕으로 행성의 거리와 질량을 정확하게 측정할 수 있었다.
 ● 동그란 행성만 있는 게 아니다…레몬 모양 외계행성
 별을 떠나 홀로 움직이는 행성이 있다면 모양부터 우리가 알고 있던 모습과 다른 행성도 있다. 지구에서 2000광년 떨어진 곳에서는 강력한 중력 때문에 레몬처럼 길쭉하게 찌그러진 외계행성이 발견됐다.
 미국 시카고대 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경으로 적도 지름이 극 지름보다 약 38% 더 길어 역대 발견된 행성 중 가장 길쭉한 형태인 외계 가스행성 'PSR J2322-2650b'을 관측하고 연구결과를 2025년 12월 16일(현지시간) 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스'에 공개했다.
 2011년 처음 발견된 PSR J2322-2650b는 목성과 질량이 비슷하지만 구성성분은 기존 행성과 다르다. 또한 중성자별인 '펄사'를 공전한다. 펄사는 보통 거대한 별이 수명을 다해 초신성 폭발한 후 붕괴해 만들어진다. 양쪽 극에서 전자기파 광선을 내뿜으며 매우 빠르게 회전하는 고밀도 별이다.
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 <img alt="펄사의 중력이 행성을 강하게 잡아당겨 레몬 모양을 갖게 된 PSR J2322-2650b, NASA 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180159063yyiv.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="2XkUPUlwLj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180159063yyiv.jpg" width="658">
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 펄사의 중력이 행성을 강하게 잡아당겨 레몬 모양을 갖게 된 PSR J2322-2650b, NASA 제공
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 이 행성과 펄사의 거리는 약 160만km로 지구와 태양 사이 거리의 약 100분의 1이다. 행성은 펄사를 약 7.8시간마다 한 바퀴 공전한다. 지구의 시간 개념으로 보면 1년이 약 8시간에 불과한 셈이다.
 PSR J2322-2650b가 레몬 모양을 갖게 된 이유는 펄사의 강력한 중력 때문이다. 펄사와 행성 사이의 거리가 매우 가까워 펄사의 중력이 행성을 강하게 잡아당기면서 행성의 적도 방향이 길게 늘어난 것으로 분석됐다.
 행성의 대기도 기존에 알려진 행성과 크게 달랐다. 연구팀은 행성의 대기에서 수소나 산소, 질소는 찾지 못했고 헬륨과 탄소를 확인했다. 연구팀은 행성 대기에 흑연으로 이뤄진 구름이 존재하고 내부에는 다이아몬드 핵이 존재할 가능성도 제시했다.
 이 행성이 어떻게 만들어졌는지는 아직 명확하지 않다. 국제천문연맹(IAU)은 이 천체를 외계행성으로 분류하고 있지만 펄사에 의해 질량을 잃고 거의 사라지기 직전인 별의 마지막 모습이거나 지금까지 알려지지 않은 새로운 종류의 천체일 가능성도 있다.
 ● 얼음 아래 바다가 있다…유로파에 생명체도 있을까
 태양계 밖에서만 낯선 세계를 만날 수 있는 것은 아니다. 목성의 위성 '유로파'는 얼음 지각 아래 바다가 존재해 생명체가 있을 가능성이 기대되는 천체다. 다만 실제 생명체가 살아갈 수 있는 환경인지를 두고 과학계의 논쟁이 이어지고 있다.
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 <img alt="1990년대 후반 미국 항공우주국(NASA)의 갈릴레오 탐사선이 촬영한 유로파 사진을 종합해 만든 목성의 위성 유로파,  NASA 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180200295yjgo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="VlkUPUlwLN" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180200295yjgo.jpg" width="658">
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 1990년대 후반 미국 항공우주국(NASA)의 갈릴레오 탐사선이 촬영한 유로파 사진을 종합해 만든 목성의 위성 유로파,  NASA 제공
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 폴 번 미국 워싱턴대 지구환경행성과학과 교수팀은 유로파에서 지각 활동이 일어날 가능성이 매우 낮다는 분석 결과를 내놨다. 지각 활동이 없으면 생명 활동을 유지하는 메커니즘에도 한계가 있을 것이라는 해석이다. 연구결과는 2026년 1월 6일(현지시간) 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개됐다.
 과학자들은 과거 지구에서 바다를 중심으로 생명체가 발전했다는 연구결과를 바탕으로 태양계 천체들의 생명체 존재 가능성을 탐구한다.
 지구 심해에서는 지각 활동이 열수구를 만들고 열수구에서 뜨거운 물이 암석과 반응해 생명체가 쓸 수 있는 화학적 에너지를 공급한다. 기존 모델은 유로파 바다에서도 같은 방식으로 생명 활동이 유지될 수 있다고 본다. 지각 활동이 없으면 에너지원이 생성되기 어렵다는 뜻이기도 하다.
 연구팀은 유로파 바다에서 지각 활동이 일어나는지 평가하기 위해 광범위한 모델링 작업을 진행했다. 유로파가 목성을 공전하며 받는 중력으로 인한 조석력, 유로파 내부의 맨틀 대류 등이 고려됐다. 분석된 메커니즘은 모두 지각의 이동을 유발할 가능성이 낮은 것으로 평가됐다. 연구팀은 지각 활동이 매우 제한적으로 일어날 것으로 해석했다.
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 <img alt="2024년 유럽우주국(ESA)이 발표한 토성 위성 엔셀라두스 탐사 계획 개요,  ESA 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180201553hrje.png" data-org-width="680" dmcf-mid="fB0gCg2uda" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/12/dongascience/20260912180201553hrje.png" width="658">
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 2024년 유럽우주국(ESA)이 발표한 토성 위성 엔셀라두스 탐사 계획 개요,  ESA 제공
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 그렇다고 유로파에 생명체가 존재할 가능성이 완전히 사라진 것은 아니다. 2025년 12월 미국 지구물리학회에서 응옥 투안 트루옹 NASA 고다드 우주비행센터 연구원은 유로파의 암석에서 바다로 방출된 방사성 원소의 붕괴열이 바닷속 생명체 유지에 충분한 에너지를 공급할 수 있다는 연구결과를 발표했다.
 유로파를 둘러싼 다양한 가설은 탐사선 '유로파 클리퍼'를 통해 직접 검증될 전망이다. 2024년 10월 미국에서 발사된 클리퍼는 2031년 유로파를 근접 비행하며 관측에 나선다.
 별 없이 우주를 떠돌고, 강한 중력에 찌그러지고, 두꺼운 얼음 아래 바다를 숨기고 있는 세계. 지구에서 바라보면 낯설기만 하지만 우주에서는 이런 모습 역시 행성과 위성이 살아가는 하나의 방식일 수 있다. 관측 기술이 정교해질수록 우리가 알고 있던 '행성다운 모습'의 범위도 계속 넓어지고 있다.  
 ※참고자료
 doi.org/10.1126/science.adv9266
 doi.org/10.3847/2041-8213/ae157c 
 doi.org/10.1038/s41467-025-67151-3
 [남상희 에디터 bingbong@donga.com]
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