Kepler-90의 여덟 행성은 어떻게 배치돼 있을까?
Kepler-90에는 태양계와 같은 수인 여덟 행성이 알려져 있다. 하지만 닮은 점은 행성 수와 안쪽에서 바깥쪽으로 행성이 대체로 커진다는 것뿐이다. 가장 바깥 행성 h도 약 332일 만에 별을 돌며, 그 안에 작은 행성 세 개와 중간 크기 행성 세 개, 거대 행성 하나가 더 있다. 행성 수가 같아도 궤도 사이의 거리와 각 행성이 받는 에너지, 크기와 질량은 크게 다를 수 있다.
- 8개 모두 별 앞을 지나는 것으로 확인된 행성
- 약 7~332일 가장 안쪽 b부터 가장 바깥 h까지의 공전 주기
- 약 1AU 안쪽 지구와 태양 사이 거리보다 작은 범위에 놓인 여덟 궤도
- 약 2,545광년 지구에서 Kepler-90까지의 거리
Kepler-90은 태양계와 얼마나 닮았을까?
별 가까이에는 b·c·i가 있다. 반지름이 지구의 약 1.2~1.3배인 세 행성은 7일, 8.7일, 14.4일 만에 한 바퀴 돈다. 그 밖의 d·e·f는 지구 반지름의 약 2.7~2.9배인 중간 크기 행성이며 주기는 약 60일, 92일, 125일이다. 가장 바깥의 g와 h는 반지름이 각각 지구의 약 8배와 11배로 훨씬 크다.
작은 행성이 안쪽에 있고 큰 행성이 바깥쪽에 있다는 점은 태양계와 비슷하다. 하지만 수성은 88일 만에 태양을 도는 반면 Kepler-90에는 그보다 공전 주기가 짧은 행성이 다섯 개나 있다. h의 궤도 크기는 지구 궤도와 비슷하지만, Kepler-90은 태양보다 더 크고 밝아서 h가 받는 에너지도 지구와 다르다. 따라서 ‘태양계의 축소판’은 행성의 대략적인 배치만 비교한 표현이며, 환경까지 같다는 뜻은 아니다.
Kepler-90과 태양계는 행성이 여덟 개이고 바깥쪽 행성이 대체로 더 크다는 점만 비슷하다. 행성 사이의 거리와 질량, 기후는 같지 않다.
행성 이름과 실제 거리 순서가 다른 이유는 무엇일까?
별에서 가까운 순서대로 읽으면 행성 이름은 b-c-i-d-e-f-g-h다. 세 번째 행성이 i인 까닭은 이 행성이 2017년에 가장 늦게 확인됐기 때문이다. 외계행성 뒤에 붙는 소문자는 별과의 거리가 아니라 발견되거나 확인된 순서를 나타낸다.
i는 새 망원경으로 발견한 것이 아니라 이미 저장돼 있던 Kepler 자료에서 찾았다. 연구진은 사람이 행성 여부를 판정한 신호 1만5,000개를 인공지능에 학습시킨 뒤, 여러 행성이 알려진 별 670개의 약한 신호를 다시 분석했다. 인공지능이 14.4일마다 반복되는 후보를 골라냈고, 연구진은 주변 별빛의 영향과 쌍성, 기기 잡음, 통과 모양을 따로 검토해 행성임을 확인했다. 인공지능은 살펴볼 후보의 우선순위를 정했으며 최종 판단은 천문 관측과 분석으로 이루어졌다.
Kepler-90 g와 h는 무엇이 다를까?
Kepler는 g의 통과를 여섯 번, h의 통과를 세 번만 관측했다. 두 행성은 서로 잡아당겨 별 앞을 지나는 시각을 크게 바꾸므로, 적은 관측만으로는 다음 통과 시각과 질량을 정확히 계산하기 어려웠다. 2025년 연구진은 10년 동안 별의 움직임을 34번 측정한 자료와 기존 통과 시각을 함께 분석했다. 이 계산으로 예측한 2024년 5월 g의 통과도 지상 망원경으로 다시 관측했다.
새 관측을 포함해 계산한 질량은 g가 지구의 15.0±1.3배, h가 203±16배였다. g의 반지름은 토성과 비슷하지만 질량은 해왕성보다 작아서 평균 밀도가 매우 낮다. h는 g보다 약 14배 무겁다. 두 행성이 그림에서 모두 크게 보이더라도 내부 물질과 구조까지 같다고 볼 수는 없다.
- 2013~2014년 여러 연구가 통과 신호를 확인해 별 가까이에 모인 일곱 행성의 궤도를 정리했다.
- 2017년 신경망이 보관 자료에서 i 후보를 찾고 연구진이 여덟 번째 행성으로 검증했다.
- 2024년 계산으로 예측한 시각에 지상 망원경이 g의 통과를 다시 관측했다.
- 2025년 통과 시각과 별의 움직임을 함께 분석해 g·h의 질량과 다음 통과 시각을 갱신했다.
Kepler-90에는 아직 찾지 못한 행성이 있을까?
알려진 여덟 행성은 모두 지구에서 볼 때 별 앞을 지나간다. 이는 행성들의 궤도가 우리 시선과 거의 나란히 놓여 있다는 뜻이다. 궤도가 조금만 더 기울어진 행성은 별 앞을 지나지 않아 이 방법으로 찾을 수 없다. 행성이 너무 작아 별빛 감소가 잡음에 묻히거나, 공전 주기가 길어 Kepler가 관측한 약 4년 동안 통과가 충분히 반복되지 않은 경우도 놓칠 수 있다.
i의 공전 주기 약 14일과 d의 약 60일 사이에는 다른 구간보다 큰 차이가 있다. 이 사이가 실제로 비어 있는지, 별 앞을 지나지 않거나 너무 작아서 아직 발견하지 못한 행성이 있는지는 알 수 없다. 현재 알려진 행성이 여덟 개라는 사실은 확인된 수를 뜻할 뿐, 이 행성계의 최종 행성 수를 뜻하지 않는다.
페이지에 보이는 행성은 크기와 대표 색을 바탕으로 만든 그림이며 표면을 촬영한 사진이 아니다. 여덟 행성의 통과는 확인됐지만, 안쪽 행성 대부분의 질량과 대기, 내부 물질은 아직 자세히 알려지지 않았다.
출처
- NASA Exoplanet Archive — Kepler-90 System
- NASA Science — A Near-Twin of Our Solar System?
- Astronomy & Astrophysics — A Compact Analogue to the Solar System
- The Astrophysical Journal — Validation of Multiple Kepler Systems
- The Astronomical Journal — Identifying Exoplanets with Deep Learning
- The Astronomical Journal — Giant Transit-timing Variations
- The Astronomical Journal — Updated Masses for Kepler-90 g and h