전자기 방사 탐색법 한계 극복한 중력파 탐색법 개발 [과학it슈]

[시선뉴스 이호] '알베르트 아인슈타인 연구소(AEI)'로 알려져 있는 독일 막스 플랑크 중력 물리학연구소는 니콜라 타마니니 박사가 이끄는 연구팀이 중력파를 이용해 이중성계의 백색왜성을 도는 외계행성을 찾을 수 있는 관측법을 개발해 과학저널 '네이처 천문학(Nature Astronomy)' 최신호에 발표했다고 밝혔다. 

중력파는 움직이는 물체(질량)에 의한 시공간의 뒤틀림이 광속으로 전달되는 파동으로 백색왜성 또는 중성자별, 블랙홀 등의 이중성계가 방출하는데 아직 관측된 사례가 10여건에 불과하지만 관측기술이 발달하고 있어 많은 중력파를 관측할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 

연구팀은 오는 2034년 발사될 유럽우주국(ESA)의 중력파 탐사선 '리사(LISA·레이저 우주 간섭계 안테나)'를 이용해 우리은하와 이웃한 마젤란은하에 있는 이중성계의 백색왜성을 도는 외계행성을 찾아낼 수 있다고 주장했다. 

연구팀은 "리사가 수천개의 이중성계 백색왜성의 중력파를 측정할 것이다. 이중성계의 백색왜성을 도는 행성이 있으면 중력파 패턴이 행성이 없을 때와는 다를 것이며, 이를 통해 외계행성을 찾을 수 있을 것"이라고 설명했다. 

지금까지는 감마선에서 무선파에 이르는 전자기 에너지가 방출하는 전자기 방사로 약 4천개의 외계행성을 발견할 수 있었지만 이 방식은 탐색할 수 있는 영역이 태양계 인근과 우리 은하 일부에 국한되어 있다. 

타마니니 박사는 프랑스 대체에너지 및 원자력위원회(CEA)의 카밀라 다니엘스키 박사와 함께 발표한 논문에서 이중성계의 백색왜성에 미치는 행성의 중력으로 야기된 중력파 신호의 도플러 편이를 측정해 외계행성의 존재 여부를 확인할 수 있다고 밝혔다. 

이 방법은 전자기 망원경으로 외계행성을 찾는 '시선속도'의 중력파 판으로, 중력파를 이용할 때는 전자기 방사 때와 달리 별의 영향을 받지 않고 관측할 수 있는 장점이 있다고 전했다.  

또한 연구팀은 리사 탐사선이 이중성계의 백색왜성을 도는 목성급 외계행성을 우리은하 내에서는 어디서든 거리의 한계를 극복하고 찾아낼 수 있으며 태양계에서 멀리 떨어져 있는 외부은하의 행성도 찾아낼 수 있을 것이라고 전했다.

아직은 관측도 희귀한 중력파를 활용한 관측시스템. 과학기술의 발전으로 이제 우리는 더 먼 곳의 행성을 관측할 수 있게 될 것이다.