100광년 밖에 있는 별자리인 코마베레니스 자리(베레니스 머리털 자기)에 있는 별 ‘HD110067’ 주위에서 정확한 공전주기 비율로 중심별을 공전하고 있는 외계 행성 6개가 발견됐다.
지구보다 크고 해왕성보다 작은 이들 행성은 맨 안쪽부터 바깥쪽까지 공전주기가 9~54일이고 공전주기는 차례로 3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3 비율의 궤도 공명 사슬을 이루며 태양의 0.8배 크기인 중심별을 돌고 있는 것으로 밝혀졌다.
연합뉴스에 따르면 라파엘 루케 미국 시카고대 천문학·천체물리학과 박사후연구원 연구팀은 30일 ‘네이처지’에 이번 행성계 발견에 대한 논문을 발표했다.
연구팀은 행성들의 크기가 거의 동일할 뿐 아니라, 서로 동기화된 상태로 회전을 하고 있다는 점을 발견했다.
외계 행성계 발견에는 미 항공우주국(NASA) 외계행성 관측 위성 ‘테스'(TESS : Transiting Exoplanet Survey Satellite)와 유럽 우주국(ESA) 외계행성 탐사 위성 ‘키옵스'(CHEOPS : CHaracterising ExOPlanets Satellite)가 중요한 역할을 했다.
이번에 발견된 행성계는 지금까지도 일정한 공전 주기를 유지하고 있었다. 루케 연구원은 “마치 화석을 보는 것과 같다”라며 “이 행성계는 ‘완벽한 태양계’로 볼 수 있다”라고 말했다.
발견된 행성계에서 한 행성이 별을 한 바퀴 도는데 걸리는 시간은 또 다른 행성이 두 번 혹은 세 번 도는 시간과 일치했다. 이처럼 도는 시스템을 ‘궤도 공명’이라고 한다. 행성계의 1%만이 이 같은 균형을 유지하고 있다.
대부분의 행성계는 긴 시간이 지나면서 균형이 깨지는 여러 사건들이 발생해 공전 주기 동기화가 유지되지 않는다.
지구가 있는 우리 태양계 역시 궤도 공명을 보이지 않는다. 이처럼 동기화가 깨진 행성계는 초기우주 연구에 많은 제약이 있다. 이번 행성계의 발견은 우리 태양계가 어떻게 오늘날 이러한 모습을 갖게 됐는지에 대한 통찰력을 제공할 것으로 기대된다.