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2018년 5월 11일 금요일

우주 이야기 781 - 쌍성계 주변에서 생성 중인 거대 행성


(An infrared image of the binary CS Cha with the newly discovered companion in the dotted circle. After a mouse click you can see the image viewed with special polarization filters that make dust discs and exoplanets visible. The companion seems to have his own dust disc. Credit: C. Ginski & SPHERE)

(Infographic of the binary star CS Cha and its surrounding dust disc (left) with the newly discovered companion (right). The companion is located at more than 214 times the distance earth-sun fromthe binary, but clearly belongs to the system. The whole system is about 165 parsec (538 light years) away from Earth. Credit: C. Ginski/G.A. Muro Arena)


 우주에는 태양처럼 혼자 있는 별도 있지만, 두 개 이상의 별이 같이 공전하는 쌍성계가 흔합니다. 과거에는 이런 쌍성계에 행성이 존재하기 어렵다고 생각했으나 앞서 소개드렸듯이 최근에는 쌍성계 주변 행성도 제법 발견된 상태입니다. 과학자들은 이런 쌍성계 주변 행성이 어떻게 생성되는지 연구중입니다. 


 최근 네덜란드 라이덴 대학의 연구팀은 지구에서 600광년 거리의 거대 쌍성계 행성을 발견했습니다. CS Cha 쌍성계는 생성된지 불과 수백만년 정도의 어린별로 아직 주변에 상당히 큰 디스크를 가지고 있습니다. 디스크 중심에는 약 30AU 정도 빈 공간이 있고 여기에 CS Cha 쌍성계가 존재합니다. 결국 가까운 미래에 이 디스크에 있는 물질은 정리되어 행성이 되거나 혹은 항성풍에 의해 날아갈 것으로 생각됩니다. 


 그런데 유럽 남방 천문대 (ESO)의 VLT에 설치된 Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE)는 쌍성계에서 214AU 정도 떨어진 위치에 있는 희미한 동반성을 찾아냈습니다. 이 동반성의 정체는 목성보다 훨씬 큰 행성인 슈퍼 목성이거나 혹은 작은 갈색왜성으로 생각됩니다. 더 흥미로운 사실이 이 천체 역시 주변에 디스크를 지니고 있다는 증거가 있다는 것입니다. (위의 사진 참조) 


 미래에 이 동반성은 거대 행성이 되어 목성처럼 여러개의 위성을 거느린 미니 태양계가 되든지 아니면 작은 갈색왜성이 되어 역시 많은 위성을 거느린 천체가 될 것으로 보입니다. 물론 우연히 지나가던 천체일 수도 있지만, 연구팀은 19년전 허블 우주 망원경 이미지와 11년전 VLT 이미지를 다시 분석해 희미한 동반성의 존재를 찾아내 실제로 쌍성계 주변을 공전하는 천체라는 점을 밝혀냈습니다. 


 만약 행성이라면 CS Cha b 가 될텐데 줄여서 차 행성이라고 불러도 좋을 것 같습니다. 이 명칭을 들으면 스타크래프트가 생각나는 분들도 있을 것 같습니다. (스타크래프트에서는 Char 이지만..) 흥미로운 사실은 설정상 게임 속 차 행성계 역시 쌍성계라는 점입니다. 그렇게 생각하면 뭔가 저글링이 뛰어놀 것 같은 이름입니다. 


 참고 


First direct detection of a polarized companion outside of a resolved circumbinary disk around CS Cha. , accepted for publication in Astronomy and Astrophysics. arxiv.org/abs/1805.02261 



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