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우주 이야기 120 - 포말하우트 b 되살리기




 이전 포스트에서 언급한바 있지만 지구에서 대략 25 광년 정도 떨어진 항성 포말하우트 ( Fomalhaut  : α PsA / α Piscis Austrini / Alpha Piscis Austrini 동아시아에서는 북락사문 北落師門 ) 는 주변에 외계 행성이 포말하우트 b (Fomalhuat b) 가 있냐 없냐를 가지고 현재 몇년재 과학자들 사이에서 합의가 이루어지지 않고 있습니다. ( 이전 포스트   http://blog.naver.com/jjy0501/100156068564 참조 )  


 이와 같은 논란이 지속되는 가장 중요한 이유는 이 항성 주변에 잘 발달된 거대한 먼지 구름 고리 때문인데 이로 인해 이 고리에 근접한 행성을 확실하게 구별하기 쉽지 않기 때문입니다. 물론 실제 행성이 존재하는 경우 앞서 포스트에서 이야기 했듯이 양치기 행성의 가능성이 있어 더 흥미로운 내용이 아닐 수 없습니다. 또 포말 하우트 b 자체가 최초로 망원경에 포착된 외계 행성이라는 점도 그렇습니다. (아래 그림 설명 참조)


(2004 - 2006 년에 허블 우주 망원경에 관측된 포말하우트 b. 먼지 고리 (dust ring) 에 포말하우트 b 로 보이는 행성이 존재  Source : NASA )  


(이후 ALMA 를 통한 연구에서 이 먼지 고리가 흩어지지 않게 지켜주는 양치기 행성이 안쪽과 바깥쪽에 존재하는 것으로 추정된다는 연구가 나왔음   Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF  )

 포말하우트는 지구에서도 아주 밝게 보이는 1 등급 별로 질량은 태양의 2.1 배 수준의 약간 큰 별입니다 . 수명은 2 억년 정도로 추정하고 있습니다. 기호대신 오래전부터 고유명사로 불리고 있는 친숙한 별인 포말하우트는 현대에 들어서 정밀한 관측을 통해 매우 흥미로운 거대 먼지 고리를 가지고 있는 항성이라는 사실이 드러났습니다.  


 이 고리는 133 AU 라는 꽤 먼거리 (즉 지금 명왕성- 태양 거리의 3배 이상) 에 존재하는데 그 폭은 대략 25 AU 정도로 생각됩니다. 하지만 먼거리에 있는 고리 치고는 너무 경계가 깔끔한데다 고리 자체도 아주 잘 유지되어 있어 이것이 숨어 있는 행성에 의한 것이 아닌지 하는 의문이 제기될 수 있습니다. 즉 일종의 양치기 위성들이 토성등의 고리를 지켜주는 것 처럼 중력의 작용으로 외계 행성들이 이 고리의 모양을 유지시킨다는 설명입니다.  


 2004 년 및 2006 년 당시 관측에서는 실제 외계 행성으로 의심되는 작은 점이 나타났기 때문에 그 이미지가 처음으로 얻어진 외계 행성이던 포말하우트 b 는 이후 관측에서는 다시 발견되지 않아 그 존재 여부가 도마위에 오르게 됩니다. 다시 ALMA 를 통한 고리 관측에서는 이론적으로 양치기 행성이 마치 태양계의 양치기 위성 처럼 존재할 것으로 추정했습니다. 다만 그 경우 포말하우트 b 의 크기는 당초 예상처럼 목성만한 질량이 아니라 화성에서 지구 질량의 수배에 달하는 수준으로 생각된다고 합니다.  


 포말하우트 b 가 실제 존재하는 경우 그 거리는 모성에서 평균 115 AU 정도일 것으로 추정됩니다. 그렇다면 사실 이 정도 거리에 있는 지구형 행성이라면 현재 태양계에 있어도 우리가 모를 수 있겠죠. 이 경우에 처음에 관측이 성공했다는 것도 다소 의문스럽긴 합니다. 더구나 이 행성은 아주 거대한 고리 옆에 존재해서 더 알기 힘들 수 있죠.  


(먼지 고리에 가까이 존재하는 포말하우트 b 의 상상도. 여기에서는 먼지고리에 매우 근접하게 그렸지만 실제로는 다소 떨어져서 존재   Source : NASA )


 나사의 고다드 우주 비행 연구소의 천문학자  Thayne Currie 와 그의 동료들은 이전 데이터들을 다시 분석해서 과거 허블 우주 망원경이 먼지 구름이 아니라 포말하우트 b 가 맞다고 결론 내렸습니다. 이에 나사는 back from the dead 라는 약간 코믹한 영상으로 포말하우트 b 를 무덤에서 되살렸다고 소개했습니다. ( http://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/science/fomalhaut-exo.html )


 물론 실제로 이 행성이 존재하는지 결국 더 고성능의 망원경으로 이를 관측해서 데이터를 분석해야 결론이 내려질 수 있을 듯 합니다. 새로 발사되는 제임스 웹 우주 망원경을 비롯 ALMA 의 추가 관측, 그리고 지상에서 건설중인 새로운 망원경들이 완성되어 보다 정밀한 관측이 이루어지면 어느 정도 결론이 나오지 않을까 생각해 봅니다.    




 참고  



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