ESO 초거대망원경 관측으로 CD-35 2722 계에서 갈색왜성을 도는 달과 비슷한 천체의 증거가 발견되며, 이를 어떻게 분류하고 부를지에 대한 새로운 질문이 제기됐다.
2026년 7월 22일
유럽남방천문대의 초거대망원경(ESO의 VLT)으로 수행한 관측을 통해 CD-35 2722 계에서 달과 비슷한 천체의 증거가 드러났다. 우리 태양계의 달들과는 달리, 새로 발견된 이 천체는 행성을 공전하지 않아 무엇이라고 불러야 할지에 대한 의문을 제기한다. 대신 이 천체는 행성보다 더 큰 천체인 갈색왜성을 돌고 있으며, 그 갈색왜성은 CD-35 2722 별을 공전한다. 확인된다면, 이것은 우리 태양계 밖에서 발견된 최초의 ‘달’이 될 수 있다.
오늘 _Nature_에 발표된 연구의 주저자이자 칠레 ESO 소속 학생인 Kevin Hoy는 자신이 수개월 동안 분석한 이 계를 우리 계와 비교해 “매우 기이하다”고 설명했다. 이 젊은 계에서 가장 크고 질량이 큰 천체는 태양 질량의 약 절반을 가진 별 CD-35 2722이다. 이 별 주위를 도는 것은 행성이라기에는 너무 무겁고 별이라기에는 너무 작은 천체인 갈색왜성이다. 새로 발견된 천체는 이 갈색왜성을 공전한다.
“이 계는 ‘행성’과 ‘달’ 같은 태양계 기반의 단어들로 정의하기가 다소 어렵습니다”라고 Hoy는 말한다. 그는 칠레의 Universidad Diego Portales 및 Millennium Nucleus of Young Exoplanets and their Moons (YEMS)에도 소속돼 있다. 연구진이 외계위성(exosatellite)이라고 부르는 이 새로운 천체는 최소한 목성과 맞먹는 질량을 지니며, 갈색왜성은 목성 질량의 30배가 넘는다. “이 외계위성은 분명 행성이라고 부를 수 있을 만큼 질량이 크지만, 별을 공전하지는 않습니다. 다만 별을 공전하는 어떤 천체를 공전하죠,”라고 Hoy는 말한다.“이 계에서 세 번째 바퀴 같은 존재라는 점 때문에, 비록 우리 계에 있는 작고 암석질의 달들과는 전혀 다르더라도 우리는 이것을 달이라고 부르고 싶어집니다.”
이 외계위성, 즉 ‘외계달’은 우리 태양계 밖에 있는 자연위성이다 [1]. 그러나 이 계가 우리 계와 다르기 때문에, 이 천체에 이름표를 붙이기는 쉽지 않다. YEMS 책임자이자 이번 연구의 공동연구자인 Alice Zurlo는 다음과 같이 설명한다. “우리가 보고하는 이 위성은 매우 큰 질량을 지닌 동반천체를 도는 거대한 가스상 천체이며, 그 동반천체 자체도 목성보다 몇 배나 더 무겁습니다.”
“태양계에서는 행성들과 태양 사이의 경계가 분명하기 때문에 달 같은 것들을 정의하기가 간단합니다. 그러나 별, 행성, 달 사이의 경계가 흐려지는 CD-35 2722 계에서는 전체 상황을 설명하는 일이 훨씬 더 복잡해집니다”라고 Zurlo는 덧붙였다. 그는 또한 Universidad Diego Portales의 천체물리학자이기도 하다.
이 천체를 무엇이라고 부르든, 천문학자들은 수년 동안 우리 태양계 밖의 위성을 탐지하려고 시도해 왔지만 아직 확실하게 검출된 사례는 없다. 따라서 지금까지 6000개가 넘는 외계행성이 발견됐음에도, 외계달 후보는 소수만 포착되었고 이를 뒷받침하는 증거도 제한적이다. 불과 몇 달 전 Quentin Kral이 이끄는 연구팀은 HD 206893 항성계에서 ESO 초거대망원경 간섭계로 수행한 관측을 보고했으며, 여기서 위성의 단서가 드러났지만 확정적인 검출은 아니었다.
CD-35 2722 관측을 위해 Hoy, Zurlo와 연구팀은 ESO의 VLT에 장착된 CRIRES+ 기기를 사용했으며, 태양과 비슷한 별 주위의 최초 외계행성을 찾는 데 사용된 방법을 적용했다. 그들은 이 시선속도 방법을 이용해 그 주위를 도는 천체 때문에 갈색왜성에 생기는 작은 흔들림을 검출했고, 연구진은 이를 이 ‘달’에 대한 강력한 증거라고 보고 있다. “이 계는 이국적이긴 하지만, 진정으로 유일무이하며 하나의 돌파구를 보여줍니다. 외계위성에 대한 최초의 그럴듯한 검출입니다”라고 Zurlo는 말한다.
새로운 유형의 천체를 발견하는 흥분을 넘어, 다른 행성계에서 위성을 검출하는 일은 그것들의 형성과 진화가 얼마나 다양한지를 이해하는 데 도움을 줄 수 있다. 39미터 거울과 첨단 장비를 갖춘 ESO의 차세대 초거대망원경 (ELT)은 천문학자들이 더 작은 외계달을 검출할 수 있게 해줄 것이다. ELT의 발견은 우리 계와 다른 계에서 나온 행성급 천체들을 어떻게 분류할지에 대해 우리가 다시 생각하게 만들 것이다.
[1] 위성은 다른 천체를 도는 천체를 뜻하며, 자연적일 수도 있고(우리의 달처럼) 인공적일 수도 있다(우주선처럼). 외계위성은 우리 태양계 밖의 위성이다. 외계달은 일반적으로 태양계 밖에서 행성 또는 다른 천체를 도는 자연위성으로 여겨지지만, 외계달에 대한 공식적으로 받아들여진 정의는 없다.
이 연구는 Nature_에 게재될 예정인 “Planetary-Mass Exosatellite Detected Around a Star’s Substellar Companion”라는 제목의 논문으로 발표되었다(doi:10.1038/s41586-026-10751-w)._
연구팀은 K. Hoy (Instituto de Estudios Astrofísicos, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile [Diego Portales]; European Southern Observatory, Chile [ESO Chile]; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons, Chile [YEMS]), A. Zurlo (Diego Portales; YEMS), P. A. Peña R. (Diego Portales; Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, Chile [CATA]), J. Köhler (TLS Tautenburg, Germany), S. Desidera (INAF Osservatorio Astronomico di Padova, Italy [INAF Padova]), R. Gratton (INAF Padova), C. Lazzoni (INAF Padova; YEMS), S. Petrus (NASA Goddard Space Flight Center, USA; YEMS), F. Rodler (ESO Chile), J. Smoker (ESO Chile), V. D’Orazi (Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Italy; INAF Osservatorio Astronomico di Roma, Italy), I. Carleo (INAF Padova), I. Giovannini (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova, Italy; Diego Portales; INAF Padova; YEMS)로 구성되어 있다.
유럽남방천문대(ESO)는 전 세계 과학자들이 모두의 이익을 위해 우주의 비밀을 발견할 수 있도록 한다. 우리는 지상에 세계적 수준의 천문대를 설계, 건설, 운영하며 — 천문학자들은 이를 이용해 흥미로운 질문에 도전하고 천문학의 매력을 널리 전한다 — 천문학을 위한 국제 협력을 촉진한다. 1962년 정부간 기구로 설립된 ESO는 오늘날 16개 회원국(오스트리아, 벨기에, 체코, 덴마크, 프랑스, 핀란드, 독일, 아일랜드, 이탈리아, 네덜란드, 폴란드, 포르투갈, 스페인, 스웨덴, 스위스, 영국)의 지원을 받고 있으며, 개최국인 칠레와 전략적 파트너인 호주도 함께하고 있다. ESO 본부와 방문자 센터 및 플라네타륨인 ESO Supernova는 독일 뮌헨 인근에 위치해 있으며, 하늘을 관측하기에 독보적인 조건을 갖춘 경이로운 장소인 칠레 아타카마 사막에는 우리의 망원경들이 자리한다. ESO는 La Silla, Paranal, Chajnantor의 세 관측지를 운영한다. Paranal에서는 ESO가 초거대망원경과 초거대망원경 간섭계, 그리고 VISTA 같은 탐사 망원경들을 운영한다. 또한 Paranal에서는 세계 최대이자 가장 민감한 감마선 관측소인 Cherenkov Telescope Array Observatory의 남반구 배열도 유치하고 운영할 예정이다. ESO는 국제 파트너들과 함께 Chajnantor에서 ALMA를 운영하는데, 이 시설은 밀리미터 및 서브밀리미터 파장에서 하늘을 관측한다. Paranal 인근 Cerro Armazones에서는 “하늘을 향한 세계 최대의 눈”인 ESO의 초거대망원경을 건설하고 있다. 칠레 산티아고의 사무소에서는 현지 운영을 지원하고 칠레 파트너 및 사회와 협력한다.
Kevin Hoy
European Southern Observatory (ESO) and Universidad Diego Portales
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Santiago, Chile
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CD-35 2722, 달과 비슷한 천체를 가진 계의 상상도
CD-35 2722 계의 상상도
CD-35 2722 계 주변의 광시야 모습
새로운 '외계달' 탐지가 우주적 명칭에 도전하다 | ESO News
CD-35 2722, 달과 비슷한 천체를 가진 계의 애니메이션
CD-35 2722 계에서 달과 비슷한 천체 탐지하기
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