천문학자들은 최근 외계 행성은 물론이고 새롭게 태어나는 행성계들에 대해서 매우 많은 관측을 시도하고 있습니다. 현재까지 알려지기로 행성들은 원시 행성계 원반 (protoplanetary disc) 에서 태어난다고 알려져 있습니다. 원시 별 주변의 가스와 먼지들은 중력에 의해 이제 막 태어난 별의 주변을 돌게 되는데 마치 고리나 원반 같은 모양을 가지게 됩니다. 그리고 이 먼지와 가스들은 상호간의 중력에 의해 뭉쳐져서 더 큰 천체로 진화하게 됩니다.
이는 오래전부터 교과서에 실렸던 가설이었지만 최근 과학자들은 발달된 관측 기술 덕분에 이제는 실제 관측을 통해서 이를 입증하는 단계에 이르렀습니다. 물론 기존의 이론으로는 알 수 없었던 행성계의 탄생에 대한 여러가지 사실들도 새롭게 알게 되었죠. 이는 우리 태양계가 어떻게 생성되었는지에 대한 결정적인 정보를 제공하는 것은 물론 우주에 태양계 같은 행성계가 얼마나 흔한지를 알 수 있는 중요한 단서입니다.
애리조나 대학의 케이트 수 (Kate Su, an associate astronomer at the University of Arizona, Tucson) 와 그녀의 동료들은 지구에서 대략 295 광년 정도 떨어진 HD 95086 라는 새로 생긴 별 주변에서 이런 원시 행성들이 생성되는 장면을 목격했습니다. 그들은 허셜 우주 망원경 및 스피처 우주 망원경 데이터를 이용해서 이 원시 행성계가 사실 두개의 벨트를 가지고 있다는 사실을 밝혀냈습니다.
HD 95086 는 안쪽에 뜨거운 가스/먼지 벨트와 외부의 차가운 벨트 두가지를 가지고 있으며 그 사이 공간이 비어 있습니다. 연구팀은 이 구조가 크기의 차이만 있을 뿐 우리 태양계의 생성 초기에 일어난 것과 비슷한 구조라고 믿고 있습니다. 우리의 태양계의 경우 두개의 벨트 (소행성대와 카이퍼벨트) 사이에 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 존재합니다. 어쩌면 이 행성계도 비슷한 상황일 수 있습니다.
(두개의 벨트 사이에 형성 중이 행성들의 아티스트 컨셉 이미지 This artist's concept depicts giant planets circling between belts of dust. Scientists think the star system HD 95068 may have a planetary architecture similar to this. While the star system's two dust belts are known, along with one massive planet, more giant planets may lurk unseen.
Image Credit:
NASA/JPL-Caltech )
이 내용은 위의 이미지에 표현되어 있는데 두개의 벨트 사이에 놓인 빈 공간은 사실 행성들이 이미 형성되어 가스와 먼지가 거의 사라진 상태입니다. 이 이미지에서는 이 행성들이 미래의 목성과 토성 같은 행성이 될 예정으로 주변에서 위성들을 형성하는 고리가 표시되어 있습니다.
그런데 사실 이 연구 이전인 2012 년에 허셜 망원경 이미지를 통해서 HD 95068 가 외계 행성 HD 95068b 를 가지고 있다는 것이 알려져 있었습니다. 이번 결과까지 종합해 본다면 이 외계 행성은 바깥쪽에 있는 차가운 벨트 안쪽을 공전하고 있는 것으로 보입니다. 공전 위치는 대략 56-61 AU (즉 태양 - 해왕성의 1.5 배 수준) 정도인데 질량의 목성의 5.0 ± 2.0 배 정도입니다.
꽤 멀리 떨어진 외계 행성이지만 허셜 우주 망원경으로 직접 이미지를 얻는데 성공했는데 그 이유는 생긴지 얼마 안되는 뜨거운 행성이라 적외선 영역에서 관측이 가능하기 때문입니다. 일단 에너지를 방출하는 물질이라면 관측이 용이할 수 밖에 없죠.
(HD 95086 b 및 HD 8799 의 이미지 This diagram illustrates two similar star systems, HD 95086 and HR 8799. Evidence from NASA's Spitzer Space Telescope has pointed to the presence of two dust belts in each system: warm, inner belts similar to our solar system's asteroid belt, and cool, outer belts like our Kuiper belt of icy comets.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech )
(HD 95086b 의 직접 이미지 (direct image). 중앙의 별은 모성 HD 95086 이며 푸른색 원은 태양계에서 해왕성 궤도. 왼쪽 아래의 파란 점이 HD 95086b. This image from ESO's Very Large Telescope (VLT) shows the newly discovered planet HD 95086 b, next to its parent star. The observations were made using NACO, the adaptative optics instrument for the VLT in infrared light, and using a technique called differential imaging, which improves the contrast between the planet and its dazzling host star. The star itself has been removed from the picture during processing to enhance the view of the faint exoplanet and its position is marked. The exoplanet appears at the lower left.
The blue circle is the size of the orbit of Neptune in the Solar System. Credit : ESO/J. Rameau)
사실 천문학자들은 이전에도 비슷한 시스템을 발견한 바 있습니다. HD 8799 ( http://jjy0501.blogspot.kr/2013/03/147-hr-8799.html 참조) 가 그 시스템으로 두개의 디스크 안에 여러개의 행성이 존재합니다. HD 8799 쪽이 태양계와 더 닮은 모습이라고 할 수 있지만 HD 95086 시스템도 현재 안쪽에서 다른 행성들이 형성될 수 있다는 점은 감안해야 할 것입니다.
현재 우리가 목격하고 있는 것은 생성되는 행성계 입니다. 서로 다른 생성 조건을 비교하므로써 우리는 태양계와 다른 행성계가 어떤 메카니즘으로 형성되는지 알 수 있는 것은 물론 먼 미래 인류의 외계 행성 탐사의 목표를 훨씬 수월하게 찾을 수 도 있을 것입니다. 아마도 미래에는 인류가 살기 적합한 행성을 비교적 가까운 위치에서 발견할 지도 모르는 일이죠.
참고
댓글
댓글 쓰기