[사이언스미디어센터] 전문가 의견 <최초 외계 위성 발견 가능성 (네이처)>

(엠바고 해제 발송) 항성 공전하는 갈색 왜성 공전하는 거대 천체

2026. 7. 23.

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전문가 의견 26-089 최초 외계 위성 발견 가능성 (네이처)

2026.7.23. **엠바고 23일 0시 해제**

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ESO/M. Kornmesser

배경
- 항성을 공전하는 갈색 왜성과, 이 갈색 왜성을 공전하는 또 다른 천체(외계 위성, 위 상상 이미지)를 관측한 결과가 발표됐습니다. 최초로 발견된 3단계 계층 구조를 이루는 천체계입니다.
  - 현재까지 6000개 이상의 외계 행성이 발견됐지만, 이 가운데 외계 위성이 확인된 경우는 없었습니다.
- 유럽남방천문대 등 연구팀은 초대형 망원경(VLT)을 이용해 갈색 왜성 CD-35 2722 B를 공전하는 외계 위성을 발견해 23일 '네이처'에 발표합니다.
  - 외계 행성을 발견하는 데 사용하는 것과 동일한 시선 속도 분석 방법을 사용해, 2023년 10월부터 2026년 2월까지 이 갈색 왜성을 관측해 이 같은 결과를 얻었습니다.
- 모델링 연구에 따르면, 위성은 하나 존재할 가능성이 높았습니다.
  - 목성 질량보다 약간 작은 질량(목성 질량의 90%)의 천체가 약 170일 주기로 갈색 왜성을 공전하는 것으로 분석됐습니다.
  - 두 개의 위성이 있는 모델은 불안정한 것으로 나타났습니다.
- 연구팀은 이 천체가 3단계 계층 구조(항성을 공전하는 갈색 왜성을 공전하는 천체)에서 마지막 구성 요소라는 점에서, 위성과 유사한 분류에 속할 수 있다고 봤습니다.
  - 다만, 행성이 아닌 갈색 왜성을 공전하고, 크기가 웬만한 행성만 하다는 점을 고려할 때, 이 천체를 외계 위성이라고 부를 수 있을지에 대해서는 의문을 표시했습니다.
  - 그럼에도, 향후 기술 발전에 따라 더 가벼운 천체까지 동일한 기법을 적용해, 보다 확실한 외계 위성을 발견할 가능성을 높였다고 주장했습니다.

의견 주신 분들
- 강성주 천체물리학자・과학커뮤니케이터・(전)한국천문연구원 선임연구원
- 박병곤 한국천문연구원 대형망원경센터 책임연구원
- 스페인 SMC 전문가 의견도 첨부했습니다.

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강성주 천체물리학자・과학커뮤니케이터・(전)한국천문연구원 선임연구원

*2026.7.22.

이번 연구는 간단히 한 문장으로, 태양 질량의 약 0.4배인 M형 적색 왜성 CD-35 2722 A를 공전하는 갈색 왜성 CD-35 2722 B의 시선 방향 속도가 약 171일을 주기로 규칙적으로 변한다는 사실을 발견한 결과입니다. 연구진은 천체가 관측자 쪽으로 다가올 때 빛의 파장이 짧아지고, 멀어질 때 길어지는 도플러 효과를 이용해 갈색 왜성의 미세한 움직임을 포착할 수 있었습니다.

갈색 왜성의 속도가 이처럼 규칙적으로 변한다는 것은 가까운 곳에 서로 중력으로 끌어당기는 또 다른 천체가 존재할 가능성을 뜻합니다. 갈색 왜성 CD-35 2722 B 자체도 모항성 주위를 돌고 있지만, 그 공전 주기는 약 5,000년에 이릅니다. 따라서 약 3년 동안의 관측에서 171일마다 반복되는 속도 변화를 모항성 주위를 도는 운동만으로 설명하기는 어렵습니다. 현재로서 가장 자연스러운 해석은 갈색 왜성 가까이에 별도의 동반 천체가 존재한다는 것입니다.

갈색 왜성이 움직이는 속도와 반복 주기를 바탕으로 계산하면, 이 동반 천체의 최소 질량은 목성의 약 90%이고 갈색 왜성을 약 171일에 한 바퀴 도는 것으로 추정됩니다. 이 해석이 추가 관측으로 확인된다면 태양 질량의 약 0.4배인 적색 왜성 CD-35 2722 A, 그 주위를 도는 목성 질량 약 37배의 갈색 왜성 CD-35 2722 B, 다시 그 갈색 왜성 주위를 도는 목성 질량 약 0.9배의 천체로 이어지는 3단계 계층 구조가 됩니다. 갈색 왜성을 공전하는 행성 질량 천체가 다시 별의 중력권 안에 포함된 이러한 구조가 관측적으로 확인되는 것은 처음 있는 일입니다.

관측 방법상의 성취도 이번 연구에서는 정말 중요합니다. 직접 촬영된 거대 행성이나 갈색 왜성의 시선 속도를 측정해 그 주변의 위성을 찾는 방법은 사실 2018년 제안됐지만, 앞선 관측에서는 뚜렷한 신호를 검출하지 못했습니다. 갈색 왜성은 모항성보다 훨씬 어둡기 때문에 스펙트럼에 별빛이 섞이기 쉽고, 이 오염을 이론 모형으로 제거하는 과정에서도 파장대에 따라 서로 다른 결과가 나올 수 있었기 때문입니다.

하지만 운이 좋게도 이번 연구 대상은 모항성과 갈색왜성이 하늘에서 약 2.8초각 떨어져 있어 갈색 왜성의 빛을 비교적 독립적으로 관측할 수 있었습니다. 연구진은 유럽남방천문대 초거대망원경 VLT에 설치된 고해상도 적외선 분광기를 이용해 2023년 10월부터 2026년 2월까지 23차례의 관측을 수행했습니다. 빛의 파장을 10만분의 1 수준까지 세밀하게 나눠 볼 수 있는 고성능 분광 자료와 별빛 오염이 적은 관측 조건 덕분에, 이전 연구보다 약 10배에서 100배 높은 시선 속도 정밀도를 얻을 수 있었습니다. 이는 앞으로 직접 촬영된 젊은 행성이나 갈색 왜성 주변에서 더 가벼운 천체를 관측적으로 찾을 수 있는 방법을 증명했다는 점에서 의미가 큽니다.

다만 이번 결과를 곧바로 확정 발견이라고 부르기는 어렵습니다. 관측 횟수는 아직 23회에 그치며, 현재의 시선 속도 자료만으로는 약 171일 주기의 천체 하나가 찌그러진 궤도를 도는 경우와, 두 개의 천체가 서로 다른 주기로 도는 경우를 완전히 구분하기 어렵습니다. 연구진은 컴퓨터로 궤도의 장기적인 안정성을 계산한 결과 두 천체 모형은 대부분의 조건에서 불안정하다는 점을 근거로 한 개의 동반 천체가 존재하는 해석에 더 무게를 뒀습니다. 또한 시선 속도법으로 얻은 목성 질량의 90%라는 값은 궤도 기울기를 알 수 없기 때문에 실제 질량이 아니라 최솟값입니다. 연구진도 추가 관측을 통해 신호를 다시 확인하고 궤도를 더 정확히 측정해야 한다고 밝히고 있습니다. 다만 갈색 왜성이 약 171일마다 규칙적으로 흔들리고 있다는 사실만큼은 높은 신뢰도로 확인됐으며, 현재로서는 그 곁을 도는 또 다른 천체의 중력이 이러한 움직임을 만들었다고 보는 것이 가장 설득력 있습니다.

개인적으로 이번 연구와 발견이 던지는 가장 중요하고 의미있는 질문은 이 천체를 무엇이라고 불러야 하는가입니다. 동역학적으로 보면 이 천체는 갈색 왜성을 공전하므로 분명 위성과 비슷합니다. 별–갈색 왜성–동반 천체로 이어지는 3층 구조에서 가장 아래에 있으며, 갈색 왜성에 대한 질량비도 약 2.5%로 중심 천체보다 훨씬 작은 하위 천체이기 때문입니다.

하지만 국제천문연맹의 외계 행성 작업 정의를 그대로 적용하면 상황이 복잡해집니다. 국제천문연맹에서의 행성의 정의는 일정한 질량 이하의 천체가 별뿐 아니라 갈색 왜성을 공전하는 경우에도 행성으로 분류할 수 있다고 규정합니다(관련 링크, 2번). 그 천체가 더 큰 별–갈색 왜성 체계의 일부인지, 즉 전체 구조에서 몇 번째 단계에 놓여 있는지는 고려하지 않습니다. 따라서 동역학적으로는 위성처럼 보이지만 정의상으로는 행성이 될 수 있는 모순이 발생합니다.

갈색 왜성과 별의 진화가 근본적으로 다르다는 점도 중요합니다. 별은 중심에서 수소 핵융합을 지속하며 오랜 기간 안정적으로 빛나지만, 갈색 왜성은 별과 같은 지속적인 수소 핵융합을 하지 못하고 시간이 흐르며 식어갑니다. 논문에 따르면 이 천체계가 현재 태양계와 비슷한 나이가 되면 중심의 적색 왜성은 여전히 지금과 비슷하게 빛나는 반면, 갈색 왜성의 밝기는 지금보다 약 100분의 1 수준으로 낮아질 수 있습니다. 지속적으로 빛과 열을 공급하는 별을 도는 행성과, 점차 어두워지는 갈색 왜성을 도는 천체는 물리적으로 매우 다른 환경을 경험하게 됩니다.

이 때문에 논문은 이 천체를 단정적으로 일반적으로 우리가 알고 있는 위성인 '달(moon)'이라고 부르기보다 ‘외계 위성(exosatellite)’ 또는 ‘행성 질량 외계 위성’이라는 표현을 사용합니다. 태양계를 기준으로 만들어진 행성, 위성, 별이라는 분류가 태양계와 전혀 다른 구조를 가진 천체계의 발견으로 정의적 한계에 부딪힌 사례라고 볼 수 있습니다.

따라서 이번 결과는 최초의 외계 위성을 확정적으로 발견했다기보다, 행성 질량 외계 위성의 매우 유력한 후보를 제시하고 더 작은 외계 위성을 찾아낼 새로운 관측 방법의 가능성을 보여준 연구로 평가하는 것이 적절합니다. 동시에 앞으로 이와 비슷한 천체계가 더 많이 발견될 경우 행성과 위성을 나누는 현재의 기준 자체를 다시 논의해야 한다는 문제를 제기했다는 점에서 이 논문의 가장 큰 의미가 있다고 생각합니다.

kangsj0820@gmail.com

박병곤 한국천문연구원 대형망원경센터 책임연구원

*2026.7.22.

현대천문학의 가장 큰 연구 주제 중 하나는 외계 행성과 우주 생명의 근원을 밝히는 것이다. 1995년 페가수스 자리 51번 별에서 외계 행성이 발견된 후 30여 년 사이 발견된 외계행성은 6,000개가 넘는다. 이를 통해 별에서 행성이 어떻게 형성되는지에 대해서는 어느 정도 이론이 정립되어 있다. 하지만 행성계에서 위성이 어떻게 생겨나는지에 대해서는 아직 많은 것이 불확실하다. 위성 형성에 대한 연구는 지구의 달이나 화성의 위성, 목성과 토성의 위성 등을 통해 이루어지지만, 연구 대상 자체가 적고 태양계라는 공통의 환경에서 생성되었다는 한계가 있다. 따라서 외계 행성에서 최초로 위성을 발견한 이번 연구는 매우 중요한 의미가 있다.

시선 속도 방법은, 눈에 보이지 않는 행성의 중력에 의해 모항성(행성이 공전하고 있는 별)이 움직일 때 그 움직임을 측정함으로써 행성의 존재를 간접적으로 검출하는 것이다. 행성이 무거울수록, 즉 중력이 클수록 별의 움직임이 커지기 때문에 발견하기가 더 쉽다. 외계 위성은 외계 행성의 주위를 공전하므로 외계 행성보다 질량이 작다. 따라서 외계 위성을 발견하려면 외계 위성의 중력이 외계 행성을 넘어 모항성의 운동에 주는 미세한 영향을 검출해야만 한다.

이번 발견은 칠레에 있는 8미터 망원경과 고분산분광기를 이용한 것으로서 위성의 질량이 우리 태양계의 목성과 비슷할 정도로 크기 때문에 외계 위성 치고는 상당히 크지만, 첫 발견이라는 점에서 의미가 있다. 앞으로 25미터 거대마젤란망원경이나 39미터 유럽거대망원경이 완성된다면, 더 작고 많은 외계 위성을 발견해 외계 행성과 외계 위성을 포함하는 외계 행성계 연구가 더 발전할 것으로 전망된다.

한 가지 특기할 만한 사항은, 외계 위성을 발견하기 위해서는 매우 정밀한 고분산분광기가 필요한데, 매우 크고 무거운 장비이기 때문에 우주망원경으로는 불가능하고 지상 거대망원경으로만 할 수 있다는 것이다.

덧붙여, 이번 연구는 최초의 외계 위성 발견이라는 의미가 있지만, 이미 2002년에 한정호 충북대 교수가 처음으로 미시중력렌즈 현상을 통한 외계 위성의 검출 가능성에 대한 논문(ApJ 580,490)을 천체물리학저널에 발표한 바 있다.

bgpark@kasi.re.kr

아래는 스페인 사이언스미디어센터(SMC Spain)에서 수집해 배포한 전문가 반응입니다. 엠바고 해제 뒤 스페인 SMC 홈페이지에서도 확인할 수 있습니다.

Jorge Lillo-Box, investigador científico en el Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, campus de ESAC (Madrid), dice:

“Este trabajo presenta un resultado interesante sobre la detección de un objeto de masa planetaria alrededor de una enana marrón que, a su vez, orbita una estrella de tipo M. Desde mi punto de vista, la relevancia del estudio radica, no tanto en la nomenclatura de lo que se ha detectado, sino en la capacidad técnica que ha habilitado el instrumento CRIRES+ de ESO para poder obtener velocidades radiales precisas de objetos muy débiles (como esta enana marrón) y, además, a poca separación angular de otra estrella (en este caso, la otra componente del sistema, la estrella M). Esa capacidad va, precisamente, en la dirección de poder obtener espectros de alta resolución de exoplanetas cada vez más débiles y poco separados de sus estrellas, algo que será fundamental para estudiar las atmósferas de planetas de forma directa con instrumentos futuros del VLT (RISTRETTO) o del ELT (ANDES). En este sentido, este hallazgo demuestra el potencial tecnológico de la instrumentación actual y sirve como prueba para estos nuevos instrumentos.

En lo referente a la nomenclatura, desde mi punto de vista, el descubrimiento no supone la detección de la primera exoluna o exosatélite, tal y como yo entiendo este concepto. Sin embargo, la ausencia de una definición por parte de la Unión Astronómica Internacional (IAU) respecto a lo que es una exoluna o exosatélite abre la puerta a que cada investigador pueda interpretar estos términos de una forma más o menos flexible. De hecho, en un plano similar, ni siquiera existe una definición propiamente dicha de exoplanet, sino solo una working definition de la IAU establecida en Lecavalier des Etanges & Lissauer (2022). Pero esta definición de trabajo de la IAU es importante en este caso porque establece que los exoplanetas son objetos con una masa absoluta inferior a aproximadamente 13 masas de Júpiter. De este modo, la enana marrón que alberga al objeto hallado por el equipo de Hoy y colaboradores (con 30 masas de Júpiter), no se puede considerar un exoplaneta y, por ende, el objeto hallado a su alrededor no sería más que un exoplaneta alrededor de una enana marrón que, a su vez, orbita otra estrella. Este tipo de configuraciones son comúnmente llamadas sistemas planetarios de tipo S (por satellite), frente a los sistemas planetarios circumbinarios (o de tipo P) donde el planeta orbita alrededor de ambas componentes estelares o subestelares.

Por todo ello, a mi modo de entender, no estamos ante la detección de la primera exoluna, que debiera ser un objeto de masa planetaria orbitando alrededor de otro objeto de masa planetaria, ambos orbitando alrededor de un objeto estelar o enana marrón. Estamos más bien ante el descubrimiento de un interesante sistema planetario de tipo S que muestra las capacidades tecnológicas de las que disponemos y el potencial de la próxima generación de instrumentos para el estudio exoplanetario a través de luz directa del propio planeta”.

No declara conflictos de interés.

Pedro J. Amado, jefe del departamento de Física Estelar de Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y coordinador del grupo de investigación del CSIC "Física de estrellas de baja masa, exoplanetas e instrumentación asociada” (Grupo PLeXI), dice:

"Para mí, lo más interesante de este resultado es que nos ofrece otro ejemplo de lo diferentes que pueden ser otros sistemas planetarios respecto al nuestro. Durante muchos años, el sistema solar fue la única referencia que teníamos y solíamos pensar que representaba, más o menos, la forma habitual en que las estrellas forman planetas y satélites. Ahora sabemos que no es así. En este caso, podríamos estar ante una estrella orbitada por una enana marrón, y esta enana marrón, a su vez, está orbitada por un objeto con una masa similar a la de Júpiter. No tenemos nada comparable en el sistema solar. Que finalmente llamemos a este objeto "exoluna", "exosatélite" o incluso "planeta" es quizás menos importante que el hecho de que la naturaleza forme objetos y sistemas complejos que no encajan fácilmente en las categorías que hemos creado a partir de nuestro propio sistema solar.

Por supuesto, aún hay que actuar con cierta cautela. La señal periódica es convincente y compatible con la presencia de un objeto en órbita, pero serán necesarias más observaciones para confirmar su naturaleza. El trabajo también resulta muy interesante desde el punto de vista observacional, ya que demuestra que las velocidades radiales pueden medirse directamente en una enana marrón detectada mediante imágenes y utilizarse para buscar objetos que orbiten a su alrededor. Esto abre una nueva vía para descubrir más exosatélites en el futuro, incluidos objetos con masas más reducidas, y para averiguar si sistemas como este son realmente poco frecuentes o si, simplemente, no habíamos podido detectarlos hasta ahora".

Declara no tener conflictos de interés.

Javier Peralta, profesor permanente laboral en la Universidad de Sevilla y miembro de las misiones espaciales EnVision (ESA) y Akatsuki (JAXA), dice:

“Detectar por primera vez una exoluna (es decir, observar que hay planetas de otros sistemas estelares que tienen sus propias lunas) es un hito de enorme importancia en astronomía. Por un lado, porque nos estarían diciendo que no tenemos que esperar a la tecnología del futuro o a realizar viajes interestelares, sino que podemos observarlas ahora. Y por el otro, porque nos ayudaría a entender cómo se forman los sistemas planetarios. La relevancia es similar a todo lo que vino cuando empezamos la carrera de descubrimientos de exoplanetas, que nos ha ayudado a entender no solo que la formación de planetas es algo mucho más común de lo que pensábamos, sino que la arquitectura de nuestro sistema solar con planetas pequeños orbitando más cerca de la estrella y planetas gigantes orbitando más lejos no es precisamente lo ‘normal’ en otros sistemas estelares.

Sin embargo, los autores admiten que no están seguros de que puedan afirmar con rotundidad que puedan llamar “exoluna” a este cuerpo, ya que es casi tan grande como Júpiter y orbita una enana marrón (que es algo intermedio entre un planeta y una estrella). Sin embargo, opino que precisamente en esta duda radica la relevancia del descubrimiento de Kevin Hoy y su equipo: en observar un cuerpo que desafía nuestra concepción de a qué podemos llamar "luna”. Algo similar sucedió cuando se descubrió que el planeta enano Plutón tenía una luna, Caronte, con un tamaño y masa demasiado grandes para lo que suelen tener las lunas en comparación con los planetas a los que orbitan. A veces, descubrir algo inesperado es incluso más emocionante que descubrir lo que tanto buscabas. Sobre todo, porque nos obliga a replantearnos todo lo que sabemos".

No declara conflictos de interés.

Benjamín Montesinos, investigador científico en el departamento de Astrofísica del Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA, campus de ESAC (Madrid), dice:

“No es la primera vez que se ha observado una configuración similar. Por ejemplo, en este artículo de 2021, cuyo primer autor es Jorge Lillo y del que soy coautor (ver la figura incluida), se muestra un sistema triple jerárquico donde una estrella subgigante (B) orbita una estrella gigante (A) y la estrella B es, a su vez, orbitada por una enana marrón (C). Las enanas marrones son objetos que están en la ‘caja’ de los objetos subestelares y se diferencian de las estrellas en que no tienen la masa suficiente para mantener reacciones nucleares, tal y como sucede, por ejemplo, en el Sol.

Esta configuración que se muestra como ejemplo es cualitativamente similar a la que se presenta en el artículo de Nature. En ese caso la estrella A es una estrella fría y pequeña comparada con nuestro Sol (tiene ~0.4 veces la masa del Sol), el objeto B –en el artículo CD 35 B– es una enana marrón de masa unas 37 veces la de Júpiter, que está orbitado por el objeto C, que tiene unas 0,9 masas de Júpiter.

Como se observa, en ambos casos B orbita en torno a A y C orbita en torno a B. La peculiaridad del trabajo en Nature es que lo que los autores llaman "exosatellite" es un objeto de masa planetaria y ponen sobre la mesa la posibilidad de que pudiera incluirse en la caja de las "exolunas" (exomoons).

Aquí es donde entramos en el terreno de la nomenclatura: hasta donde yo conozco, la Unión Astronómica Internacional, responsable de la nomenclatura de los objetos astronómicos, no tiene una definición aún para ese término, pero sí para "luna" (moon, en minúscula), como "a natural satellite of other planets can be referred to as a moon". Como ejemplo, muchas veces los satélites de Júpiter o de Saturno se refieren como "las lunas de...".

Siguiendo esa misma línea, se podría decir que una "exoluna" es un satélite natural que orbita en torno a un planeta que, a su vez, orbita una estrella (exoplaneta), lo cual no sería el caso de este objeto, ya que lo hace en torno a una enana marrón, no en torno a un planeta”.

No declara conflictos de interés.

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2025년 7월 이사회를 구성하고(이사장 노정혜 전 한국연구재단 이사장) 센터장(이근영 전 한겨레 과학전문기자)을 선임했으며, 같은해 9월 개소식을 열며 활동을 시작했습니다.

*참고 기사:

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