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2013년 12월 17일 화요일

우주 이야기 193 - 가까운 갈색왜성에도 행성이 ?



  2013 년 천문학자들은 적외선 영역 관측에 특화된 WISE 관측 위성의 데이터를 이용해 지구에서 대략 6.6 광년 정도 떨어진 위치에 새로운 갈색왜성  WISE 1049-5319 를 발견했습니다. 갈색왜성은 흔히 실패한 별 (Failed star) 라고 불리는데 별이 탄생하는 과정에서 뭉친 가스의 양이 안정적인 핵융합 반응을 유지하는데 필요한 양인 태양 질량의 0.08% (혹은 목성 질량의 80 배 정도) 에 미치지 못하는 경우를 의미합니다. 


 대략 목성 질량의 13 배에서 80 배 사이의 천체인 갈색왜성 (brown dwarf) 은 별과 행성에 중간에 위치하는 별로써 일반적인 수소를 헬륨으로 바꾸는 가장 흔한 형태의 핵융합 반응은 하지 못하지만 중수소나 리튬을 태워서 약간의 에너지를 방출할 수 있으므로 적외선 망원경에서 관측할 수 있는 전자기파를 내놓습니다. 그 에너지는 일반적인 항성에 비해서 매우 작지만 그래도 아예 행성보다는 더 많은 에너지를 스스로 내놓는 셈이죠. 


 이전 포스트 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100182447251 ) 에서 언급했듯이 이 갈색 왜성이 주목을 받은 이유는 알파 센타우리와 버나드 별 (적색왜성) 다음으로 가까운 태양계 외부 천체이기 때문입니다. 또 지구에서 가장 가까운 갈색 왜성이기도 합니다. 이것은 갈색왜성을 가까이서 관측할 절호의 기회이기도 합니다. 이 갈색 왜성이 발견된 것이 2013 년 이지만 1 년이 채 지나기도 전에 매우 상세한 관측이 이뤄졌습니다. 


 천문학자들은 WISE 1049-5319 (발견자의 이름을 따서 Luhman 16AB 라고 부르기도 함) 이 쌍성계라는 사실을 발견 당시부터 알고 있었습니다. 따라서 각 갈색 왜성을 Luhman 16A 와 Luhman 16B 라고 부르는데 각각의 질량은 목성 질량의 30-50 배 정도인 것으로 보이며 약 3AU 정도의 거리를 두고 25 년을 주기로 공전하고 있습니다. 





(WISE 이미지 상에서  WISE 1049-5319 의 모습 중앙에 노란색 천체인데 쌍성이 분리되어 보이지는 않음  Credit : NASA / IPAC) 





(두개의 쌍성을 분리해서 본 이미지   WISE J104915.57-531906 is at the center of the larger image, which was taken by the NASA's Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). This is the closest star system discovered since 1916, and the third closest to our sun. It is 6.5 light-years away. At first, the light appeared to be from a single object, but a sharper image from Gemini Observatory in Chile revealed that it was from a pair of cool star-like bodies called brown dwarfs. Credit :NASA/JPL/Gemini Observatory/AURA/NSF )


 ESO 의 헨리 보핀 (Henry Boffin) 이 이끄는 연구팀은 VLT 에 설치된 FORS2 를 이용해서 이 쌍성계의 흔들림을 면밀하게 관측했습니다. 이들이 사용한 관측기기는 파리에서 뉴욕에 있는 사람을 10 cm 이내 오차로 관측하는 것에 비교할 수 있을 만큼 정밀한 것이었는데 여기에서 다소 예상치 않았던 흔들림이 관측되었습니다. 물론 추가 관측이 필요하겠지만 이는 주변에 행성 크기의 또 다른 동반성이 있다면 설명할 수 있는 궤도의 변화입니다. 즉 이 갈색왜성 한쌍 주변에 행성이 있을 지도 모른다는 것이죠.


 최근에는 갈색 왜성이나 쌍성계에서 외계 행성이 발견되는 경우들도 보고되고 있어서 사실 불가능한 일은 아니라고 하겠습니다. 추가 관측을 통해 외계 행성의 존재가 밝혀진다면 이미 발견된 알파 센타우리의 외계 행성 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100169559418 참조) 에 이어 지구에서 두번째로 가까운 외계 행성이 되므로 흥미로운 연구 과제가 되지 않을까 생각됩니다. 과연 갈색 왜성에는 어떤 행성 시스템이 존재할지 밝힐 수 있는 기회가 될 수 있습니다.


 비록 모 천체가 매우 어두운 갈색 왜성이기 때문에 지구 같은 생명체가 존재할 가능성은 적지만 예상 외로 다양한 행성 시스템을 가지고 있을 지 모르는 일이죠. 과연 우리 주변의 이웃들에는 어떤 행성 시스템이 존재하는지 연구할 기회가 될지 모르겠습니다. 



 참고


Journal Reference:

H.M.J. Boffin, D. Pourbaix, K. Muzic, V.D. Ivanov, R. Kurtev, Y. Beletsky, A. Mehner, J.P. Berger, J.H. Girard, D. Mawet. Possible astrometric discovery of a substellar companion to the closest binary brown dwarf system WISE J104915.57-531906.1Astronomy & Astrophysics, 2013





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