과학기술부는 중력렌즈 현상을 이용한 외계행성 탐사연구를 통해 2005년과 2006년 두개의 새로운 행성을 발견한 충북대학교 한정호(韓正浩, 43세) 교수를 이달의 과학기술자상 9월 수상자로 선정하였다.

한정호 교수는 지구형 행성을 찾아내기 위한 관측실험에 “중력렌즈 현상”을 이용하였으며, 이 현상은 행성을 포함한 별이 행성 중력으로 인해 미세하게 요동하는 것을 검출하는 “시선속도측정법”과는 다른 방법이다.

중력렌즈 현상은 배경에 놓인 별과 동일한 천체 방향 시선 상에 다른 천체가 위치할 경우 중간에 놓인 천체의 중력에 의해 배경 천체의 상이 일그러지고 밝기가 변화되는 현상이다. 시선속도측정법이 목성, 토성과 같은 거대행성외에 지구와 유사한 천체를 발견하는 데 한계를 갖고 있는데 비해 중력렌즈 현상은 지구와 유사한 규모의 천체를 찾는데 유용한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

한교수는 중력렌즈현상을 활용하여 2002년부터 칠레, 뉴질랜드, 호주 등 남반구에 위치한 여러 망원경과 한국천문연구원이 미국 애리조나에 보유하고 있는 망원경등을 사용하여 우리 은하 중심부에 위치한 별들을 일년 중 4월에서 10월까지 매일 관측, ’05년, ’06년 두 개의 행성을 연달아 발견하였다.

관측실험을 통해 2005년도에 처음 발견된 행성은 목성의 두 배 정도 질량을 가지며 지구로부터 2만 광년 거리에 위치해 있으며, 이제까지 발견된 행성 중 지구로부터 가장 먼 곳에 위치한 행성이다.

2006년도에 발견된 행성은 처음 발견된 행성보다 훨씬 질량이 작아 지구 질량의 13배 수준으로 이제까지 알려진 행성 중 세 번째로 질량이 작다.

이러한 한교수의 연구 성과는 천문학분야의 세계적인 저널인 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letter) 2005년 8월 1일자와 2006년 6월 10일자에 각각 게재 되었으며, 발견된 행성들은 OGLE-2005-BLG-071Lb와 OGLE-2005-BLG-169Lb로 각각 명명되었다.

과학기술부는 한 교수의 연구가 과학계에서 중력렌즈 현상을 이용하는 방법이 새로운 행성 검출로 대두되는 계기를 마련하였으며, 이 방법을 통해 질량 작은 행성들이 발견됨으로써 지구와 환경이 유사하고, 생명체가 존재할 수 있을만한 행성을 찾아낼 가능성을 높인 것으로 평가된다고 밝혔다.

□ 외계행성

외계행성은 태양이 아닌 다른 별 주위를 공전하고 있는 행성을 지칭한다. 우리가 알고 있는 목성, 금성과 같은 행성은 태양계 내 행성이므로 외계행성이 아니다.

□ 중력렌즈 현상

중력렌즈 현상이란 배경에 놓인 별과 같은 천체 방향 시선 상에 다른 천체가 위치할 경우 중간에 놓인 천체의 중력에 의해 배경 천체의 상이 일그러지고 밝기가 변화되는 현상을 지칭한다.

중력렌즈 현상은 아인스타인의 일반상대성 이론에 의한 결과이다. 이 이론에 따르면 질량을 가진 물체 주변 공간은 중력으로 인해 일그러지게 되는데, 마치 쇠공을 스펀지 위에 올려놓았을 때 표면이 일그러지는 것과 같다. 그리고 빛이 이렇게 일그러진 공간을 지날 경우 마치 광학렌즈를 통과한 빛이 휘어지는 것처럼 굴절된다.

수 상 업 적

□ 수상업적 : 중력렌즈 현상을 이용한 외계행성 발견

□ 업적요지

현재 외계행성에 대한 연구는 현대천문학에 있어 가장 중요한 주제 중 하나이며, 일반인들의 관심과 더불어 엄청난 규모의 투자가 이루어지고 있는 최첨단 연구분야이다. 수상 연구자는 지구와 유사한 행성검출에 있어 탁월한 능력을 가진 “중력렌즈 방법”에 주목하여 6년간에 걸친 장기 천문관측 실험을 수행함으로써 2005년과 2006년 두개의 외계행성을 연이어 발견하는 성과를 올렸다. 이 발견은 거대행성 검출에 국한되었던 기존 방법의 한계를 넘어 지구와 유사한 외계행성을 발견할 수 있게 하는 계기를 제공하는 중요한 의미를 가진다.

□ 업적내용

외계행성 찾기에 있어 가장 큰 문제점은 행성은 별과 달리 자체적으로 빛을 발산하지 않는데 있다. 따라서 외계행성을 발견하기 위해서는 행성이 별에 미치는 영향을 찾아내는 간접적인 방법이 이용된다. 이러한 대표적인 방법으로서 시선속도측정법이 있다. 이 방법으로 현재까지 보고된 거의 대부분의 행성을 발견하였다. 하지만 시선속도측정법을 통해 검출된 행성들은 목성·토성과 같은 거대행성들로서 지구형 행성을 검출하는데 한계가 있다.

한정호 교수는 중력렌즈 방법이 기존방법에서는 불가능한 지구형 행성을 검출할 수 있다는 사실에 주목하여, 2002년 주도적으로 국제연구그룹을 결성하였다. 이 연구그룹은 남반구에 위치한 여러 망원경을 사용하여 우리 은하 중심부에 위치한 별들을 일 년 중 6개월 동안 매일 관측하는 실험을 실시하여 2005년과 2006년에 각각 외계행성을 발견하였다.

2005년에 발견된 행성은 목성의 두 배 정도 질량과 지구로부터 2만 광년 거리에 위치한 행성으로 이제까지 발견되었던 행성 중 가장 지구로부터 먼 곳에 위치한 행성이다. 2006년에 발견된 행성은 이제까지 알려진 행성 중 세 번째로 질량이 작은 행성이다. 이 발견을 통하여 중력렌즈 방법이 행성검출을 위한 새로운 방법으로 등장하는 중요한 계기를 마련하였고 저질량 행성을 실제 검출해 보임으로써 지구형 행성을 검출할 수 있는 새로운 지평을 열었다.

□ 향후 계획

본 연구의 결과는 이제 막 시작단계라고 할 수 있다. 현재 국책연구기관과 더불어 관측장비를 한 단계 업그레이드시키기 위해 노력하고 있다. 이러한 노력이 결실을 맺을 경우 현대천문학에서 가장 첨단분야인 외계행성연구에서 우리나라가 가장 선두로 나아갈 수 있는 전기가 마련될 것이다.

□ 파급효과

한정호 교수가 이룬 업적의 가장 중요한 파급효과는 국민자긍심 고취이다. 외계행성 연구분야는 현대천문학에 있어 가장 중요한 주제이며 첨단분야이다. 이러한 분야에서 한교수는 이미 지난 10년간 관측과 이론적 연구를 통해 세계적으로 선도적인 연구자 반열에 서 있다. 따라서 2005년과 2006년 연이은 외계행성 발견은 우연한 발견이 아니며, 노력한 자에 의해 준비된 발견이었다. 이러한 분야에서 창의적인 연구를 통해 세계 최첨단 분야에서 이룬 연구결과는 국민들이 자랑스러울만한 가치가 있는 중대한 사건이었다.

과학적인 측면에서도 이번 발견에서 사용된 중력렌즈 방법은 거대행성 검출에 국한되었던 기존 방법의 한계를 넘어 지구와 유사한 외계행성을 발견할 수 있게 하는 중요한 계기를 제공하는 큰 발견이었다. 이후 보다 나은 장비를 이용한 연구가 이루어질 경우 현대천문학에서 가장 첨단인 외계행성분야 연구에서 우리나라가 선두로 나서게 될 날이 멀지 않았다.

□ 기타 업적
한정호 교수는 관측적인 측면에서 뿐만 아니라 중력렌즈·외계행성 분야 연구의 이론적인 측면에서도 세계적인 명성을 떨치고 있다. 한 교수는 미시중력렌즈 분야에서 세계에서 손꼽힐 정도로 많은 연구결과를 발표하고 있다. 또한 한국천문학계에서 최우수 저널에(인용지수 6.0 이상) 가장 많은 논문을 발표한 기록(최우수 SCI저널 논문 78편, 피인용회수 806회)도 갖고 있다. 이는 한교수가 학위 수여이후 불과 10년밖에 되지 않았다는 점을 고려할 때 경이로운 실적이며 앞으로 엄청난 역량이 기대된다.