밤하늘의 별들 중에는
우리 태양처럼 행성을 거느리고 있는 별들이 셀 수 없이 많습니다.
이처럼 태양계 밖의 별을 도는 행성을 과학에서는
**외계 행성(외계 태양계 행성, Exoplanet)**이라고 부릅니다.
한때 외계 행성은 이론으로만 존재하던 대상이었지만,
현재는 5,000개가 넘는 외계 행성이 실제로 발견되어
그 궤도, 크기, 대기 성분까지 분석되고 있습니다.
이 글에서는
외계 행성을 어떤 원리로 발견하는지,
그리고 발견 이후 어떻게 그 특성을 확인하는지를
가장 기본적인 관측 방법 중심으로 정리해 보겠습니다.
1️⃣ 외계 행성은 왜 직접 ‘보기가’ 어려울까?
지구에서 외계 행성을 관측하는 가장 큰 어려움은 두 가지입니다.
- ✅ 행성은 별에 비해 매우 어둡다
- ✅ 행성은 별 바로 옆에 붙어 있는 것처럼 보인다
예를 들어,
지구가 태양 옆에서 얼마나 희미하게 보일지를 상상해 보면
외계 행성을 직접 사진으로 찍는 일이 얼마나 어려운지 쉽게 이해할 수 있습니다.
그래서 대부분의 외계 행성은
직접 보는 방식이 아니라 ‘간접적인 관측 방법’으로 발견됩니다.
2️⃣ 가장 많이 쓰이는 방법: ‘트랜싯(Transit)’ 관측법
현재까지 발견된 외계 행성의 절반 이상은
이 트랜싯 관측법으로 찾아냈습니다.
✅ 원리
외계 행성이 별 앞을 지나갈 때,
별의 빛이 아주 미세하게 어두워지는 현상을 포착하는 방식입니다.
- 별 밝기 → 일정
- 행성이 통과 → 밝기 ↓
- 통과 종료 → 밝기 회복
이렇게 반복되는 주기적인 밝기 감소 패턴을 분석하면
행성의 존재를 확인할 수 있습니다.
✅ 이 방법으로 알 수 있는 정보
- 행성의 크기
- 공전 주기
- 별과의 거리
대표적인 우주망원경인
**케플러 우주망원경, 테스(TESS)**가
이 방식을 이용해 수천 개의 외계 행성을 찾아냈습니다.
3️⃣ 별이 흔들린다? ‘시선 속도(Radial Velocity)’ 관측법
외계 행성은 별 주위를 돌면서
별 자체도 미세하게 앞뒤로 흔들리게 만들게 됩니다.
이 흔들림은 별빛의 **파장 변화(도플러 효과)**로 감지할 수 있습니다.
✅ 원리 요약
- 행성이 별을 끌어당김
- 별이 앞뒤로 미세하게 이동
- 이 움직임이 빛의 파장 변화로 나타남
✅ 이 방법으로 알 수 있는 정보
- 행성의 질량
- 공전 궤도 형태
트랜싯 관측법과 시선 속도 관측법을 함께 사용하면
행성의 질량 + 크기를 동시에 알 수 있어
행성이 기체 행성인지, 암석 행성인지도 구분할 수 있습니다.
4️⃣ 아주 드물지만 가능한 ‘직접 촬영’ 방식
기술이 발전하면서
일부 외계 행성은 실제로 사진으로 직접 촬영되기도 했습니다.
다만 이 방식은 다음 조건이 필요합니다.
- 별과 충분히 멀리 떨어진 행성
- 행성이 아직 매우 뜨거울 것
- 적외선 관측 장비 사용
이 경우에는
별빛을 가리는 특수 장치를 사용해
행성의 미약한 빛만 따로 포착하게 됩니다.
5️⃣ 중력을 이용한 ‘중력 미소 렌즈’ 방식
아주 드물지만,
별 하나가 다른 별의 빛을 중력으로 확대시키는 현상을
이용해 외계 행성을 발견하는 방법도 있습니다.
✅ 원리
- 앞쪽 별의 중력이 뒤쪽 별빛을 확대
- 그 별 주위의 행성이 있으면
- 확대된 빛의 패턴이 순간적으로 변형
이 방식은
지구에서 매우 먼 거리의 외계 행성도 발견할 수 있다는 장점이 있습니다.
6️⃣ 외계 행성을 발견한 뒤에는 무엇을 분석할까?
외계 행성이 발견되면
과학자들은 다음 정보를 추가로 분석합니다.
- ✅ 행성의 반지름
- ✅ 질량과 밀도
- ✅ 대기의 수증기·이산화탄소·메탄 존재 여부
- ✅ 표면 온도 추정
- ✅ 생명체 존재 가능성(거주 가능 영역) 여부
특히 별에서 적당한 거리에 위치해
액체 물이 존재할 수 있는 영역을
**‘골디락스 존(거주 가능 영역)’**이라고 부릅니다.
7️⃣ 지금까지 발견된 외계 행성의 특징
현재까지 발견된 외계 행성들은
다양한 유형으로 분류됩니다.
- 🔹 뜨거운 목성형 행성
- 🔹 지구보다 큰 슈퍼지구
- 🔹 얼음 행성
- 🔹 암석 중심 행성
- 🔹 대기 없는 고온 행성
이 중 일부는
지구와 크기·질량이 비슷한 경우도 발견되어
우주 생명 가능성 연구의 핵심 대상이 되고 있습니다.
8️⃣ 앞으로 외계 행성 탐사는 어디까지 갈까?
현재는
**제임스 웹 우주망원경(JWST)**을 통해
외계 행성 대기의 성분을 훨씬 정밀하게 분석하고 있습니다.
앞으로는
- 산소
- 오존
- 생명 활동과 연관된 기체
까지도 직접 분석할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 
✅ 정리
외계 행성은
- 별의 밝기 변화(트랜싯)
- 별의 흔들림(시선 속도)
- 중력 미소 렌즈
같은 다양한 관측 기법을 통해 발견됩니다.
현재 인류는
이미 수천 개의 외계 행성을 확인했으며,
그중 일부는 지구와 매우 비슷한 환경을 가질 가능성도 제기되고 있습니다.
외계 행성 탐사는
단순한 천문 관측을 넘어
우주에 생명체가 존재하는지라는 근본적인 질문에
점점 더 가까워지고 있습니다.