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[사이테크 플러스] "400광년 밖 외계행성 주위서 달 형성과정 추정 원반 포착"

송고시간2021-07-23 11:07

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400광년 밖에 있는 가스로 이루어진 목성형 외계행성의 주위에서 현재 달이 만들어지고 있는 것으로 추정되는 행성 둘레 원반(circumplanetary disk)이 처음으로 포착됐다.

하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA)가 이끄는 국제연구팀은 23일 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스'(Astrophysical Journal Letters)에서 400광년 떨어진 별 주위를 도는 두 개의 거대한 목성형 외계행성 중 하나(PDS 70c)에서 달을 만들 수 있는 물질로 이루어진 행성 둘레 원반을 포착했다고 밝혔다.

연구팀은 외계행성 주변에서 달이 만들어지는 원반을 확인한 것은 이번이 처음이라고 설명했다.

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국제 연구팀 "달이 만들어지는 외계행성 첫 확인"

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 400광년 밖에 있는 가스로 이루어진 목성형 외계행성의 주위에서 현재 달이 만들어지고 있는 것으로 추정되는 행성 둘레 원반(circumplanetary disk)이 처음으로 포착됐다.

하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA)가 이끄는 국제연구팀은 23일 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스'(Astrophysical Journal Letters)에서 400광년 떨어진 별 주위를 도는 두 개의 거대한 목성형 외계행성 중 하나(PDS 70c)에서 달을 만들 수 있는 물질로 이루어진 행성 둘레 원반을 포착했다고 밝혔다.

400광년 밖의 별 PDS 70과 별 주위를 도는 어린 목성형 행성 PDS 70c 확대사진
400광년 밖의 별 PDS 70과 별 주위를 도는 어린 목성형 행성 PDS 70c 확대사진

왼쪽 사진 중심부에 별 PDS 70이 있고 오른쪽 확대사진에는 별과 이를 둘러싼 거대한 성간 원반(밝은 붉은색 부분) 사이에 외계행성 PDS 70c와 주위의 원반이 보인다. 항성 PDS 70에서는 두 개의 행성이 발견됐으나 또 하나의 행성 PDS 70b는 사진에서 보이지 않는다. PDS 70c는 항성 둘레 원반에서 물질들을 잡아당겨 자체 원반을 형성한 것으로 보인다. 과학자들은 이 행성 둘레 원반에서 물질들이 뭉치면서 달이 만들어지는 것으로 보고 있다. [ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al. 제공. 재판매 및 DB 금지]

연구팀은 외계행성 주변에서 달이 만들어지는 원반을 확인한 것은 이번이 처음이라고 설명했다. 이전에도 PDS 70c 주변에서 원반 흔적은 발견했으나 원반과 주변 환경이 구분되지 않았다.

칠레 북부 사막에 있는 전파망원경인 '아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체'(ALMA)를 이용한 외계행성 관측을 주도한 그르노블대학 미리암 베니스티 박사는 "이 연구는 위성이 만들어질 수 있는 행성 둘레 원반을 명확하게 포착한 것"이라고 말했다.

그는 ALMA 관측 결과는 이 원반이 중심 행성과 관련돼 있음을 명확히 확인할 수 있을 만큼 해상도가 높고 이를 통해 처음으로 원반의 크기까지 추정할 수 있었다고 설명했다.

분석 결과 이 원반의 지름은 태양-지구 거리(1억5천만㎞) 정도이며, 전체 질량은 달 크기의 위성을 3개까지 형성할 정도로 큰 것으로 나타났다.

이 연구 결과는 달이나 행성이 만들어지는 과정을 이해하는 데 기여할 것으로 기대된다.

행성은 별이 만들어지고 남은 물질들로 이루어진 항성 둘레 원반에서 물질들이 뭉치면서 만들어지는데, 이 행성이 커져 중력이 강해지면 주변 물질을 잡아당겨 자체의 둘레 원반을 만든다. 행성 둘레 원반 내에서는 다시 물질들이 뭉치고 덩어리들이 충돌하면서 결합해 달이 만들어지는 것으로 추정된다.

그러나 행성과 달이 언제, 어디에서, 어떻게 형성되는지 등 구체적인 것은 밝혀지지 않은 상태여서 학계는 PDS 70c 관측 연구가 이에 대한 이해를 높일 좋은 기회를 제공할 것으로 기대하고 있다.

논문 공동저자인 독일 막스플랑크 천문학연구소 미리암 케플러 박사는 "지금까지 외계행성 4천개 이상이 발견됐지만 모두가 성숙한 단계의 행성들이었다"며 "목성-토성 쌍과 비슷한 행성계인 PDS 70b와 PDS 70c는 지금까지 발견된 외계행성으로는 유일하게 형성 과정에 있는 행성들"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr

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