차세대 식관측 망원경(The Next-Generation Transit Survey, 이하 NGTS)가
칠레 북부 ESO(유럽 남반구 천문대/ European Southern Observatory) 파라날
천문대에서 첫 관측을 성공적으로 수행했다.
NGTS 프로젝트는 앞으로 행성이 자신의 별 전면을 지날 때 발생하는 미세한 별빛의
감소 양상을 감지해 낼 수 있는 고감도 장비를 이용하여 외계 행성의 식 현상을 추적하게
된다.
NGTS는 앞으로 지구 지름의 2배에서 8배 사이의 크기를 가진 해왕성 크기 이하의 행성을
찾는데 초점을 맞추게 된다.
NGTS는 구경 20센티미터의 12개 망원경으로 구성된 광대역 관측 시스템이다.
NGTS 망원경은 ASA(Astro Systeme Austria)에 의해 제작된 바 있는 소규모 고화질
상업 망원경의 수정 버전이다.
NGTS 카메라들은 Andor Technology 社에 의해 수정된 ikon-L 카메라이며, e2v의
red-sensitive deep-depletion CCDs 를 장착하고 있다.
영국과 스위스, 독일 컨소시엄에 의해 구축된 이 새로운 설비는 최상의 관측 환경과 전문적인
지원설비의 사용이 가능한 칠레 북부 ESO 파라날 천문대에 설치되었다.
NGTS 프로젝트 책임자 중 한 명인 영국 워릭 대학교의 돈 폴라코(Don Pollacco)는
소감을 다음과 같이 밝혔다.
우리는 청명한 밤하늘이 많이 나타나고, 대기가 깨끗하며 건조하여
가능한한 자주 정밀한 측정을 수행할 수 있는 곳이 필요했습니다.
파라날은 그러한 조건을 만족하는 최상의 장소이죠.
NGTS는 전자동 모드로 작동하도록 디자인 되었으며, 남반구의 하늘에서 상대적으로 밝은
빛을 가진 상당량의 별들의 밝기를 지속적으로 모니터링할 예정이다.
<위의 사진들은 NGTS의 테스트가 진행되던 날, 오랜동안의 장노출을 이용하여 촬영된
사진이다.
찬란한 빛을 뿜어내는 달이 사진 중앙에 보이고, 멀리 지평선에는 VISTA와 VLT의
돔이 각각 오른쪽과 왼쪽에 보인다.>
<이 사진은 한 낮에 촬영한 NGTS 설치 구역의 모습을 보여주고 있다.
멀리 지평선 왼쪽에 보이는 것은 VLT의 돔이며, 오른쪽에 보이는 것은
VISTA의 돔이다.>
<테스트가 진행되는 동안 촬영된 이 사진에는, 이 관측 시스템을 구성하는 20cm 구경의
망원경 대부분이 담겨있다.>
외계행성이 만들어내는 식 현상을 관측하기 위해서는 별의 밝기를 1000분의 1 수준이라는
매우 높은 정밀도로 측정해야 하는데, 이는 지상에 자리잡고 있는 광대역 관측 장비로는
결코 달성한 적이 없는 수준이다.
즉 NASA가 띄운 케플러 우주망원경(orbiting Kepler)의 경우는 훨신 더 높은 정밀도로 별의
밝기를 측정하지만, 대상이 되는 지역 범위는 NGTS보다 훨씬 좁다.
더 넓은 화각을 가지는 NGTS의 관측은 정밀한 연구에 훨씬 걸맞는 좀더 밝은 빛을 가진
작은 외계행성들을 찾을 수 있다.
넓은 화각 전체에 걸쳐 별의 밝기를 매우 정밀한 수준으로 측정하는 것은 기술적인 도전과제
이기도 하지만, NGTS를 운용하는데 필요한 모든 핵심 기술들은 좀더 소규모의 시험 시스템을
통해 2009년부터 2010년 카나리 제도의 라팔마(La Palma) 천문대에서 이미 시연된 바
있다.
NGTS는 또한 아직까지 거대 가스상 행성의 탐사를 선도하고 있는 SuperWASP 실험의
성공을 기반으로 제작됐다.
NGTS에 의해 식별된 대상들은 ESO의 초대형 망원경(이하 VLT)를 비롯한 다른 거대
망원경들에 의해 추가 연구가 이어지게 된다.
NGTS의 목적은 행성의 질량이 충분히 측정될만큼 밝은 작은 행성들을 찾는데 있다.
이러한 정보는 행성의 밀도를 연역할 수 있게 해주며 이어서 행성의 조성에 대한 단서도
제공해주게 된다.
외계행성이 자신의 별 전면을 지나는 동안 그 대기를 관측하는 것도 가능할 것으로 보인다.
이러한 식 현상이 일어나는 동안, 만약 행성이 대기를 가지고 있다면 행성의 대기를
통과한 별빛에는
미약하지만 감지가능한 흔적이 남게 된다.
지금까지 이처럼 미묘한 흔적을 감지한 관측은 몇 차례밖에 이루어지지 않았지만, NGTS는
훨씬 더 많은 사례를 찾아내게 될 것이다.
이 망원경은 ESO가 소유권을 갖긴 하지만, 운용은 하지 않는 첫번째 망원경이다.
동일한 계약하의 몇몇 망원경 프로젝트의 운영이 이미 이전부터 라실라 천문대(La Silla
Observatory)에서 진행되고 있다.
NGTS의 데이터는 ESO 아카이브 시스템으로 전송될 것이고, 이 데이터는 앞으로 수십 년 동안
전세계의 모든 천문학자들이 열람할 수 있게 될 것이다.
NGTS 프로젝트의 책임자 중 한 명인 워릭 대학의 피터 휘틀리(Peter Wheatley)는 다음과
같이 소감을 밝혔다.
우리는 지근거리에 존재하는 별 주위에서 작은 행성을 찾기 시작했다는
사실에 큰 기대를 하고 있습니다.
NGTS의 발견과 지상 및 우주에 있는 망원경들에 의한 후속 관측을 통해
우리 지구와 같이 작은 행성의 조성과 대기에 대한 도전적인 연구는 중요한
첫발을 내딛게 될 것입니다.
NGTS 컨소시엄에 참여하고 있는 단체는 영국의 워릭 대학(the University of Warwick),
퀸스 대학(the Queen’s University), 레스터 대학(the University of Leicester)과
캠브리지 대학(the University of Cambridge), 스위스 제네바 대학(Geneva University)
과 독일 우주센터(DLR)이다.
<NGTS의 테스트가 진행되는 와중에 촬영된 이 사진에는, 우리 은하 중심의 장관이
함께 담겨있다.>
* 유럽 남반구 천문대(European Southern Observatory) Press Release,
2015년 1월 14일자.