포말하우트 ( Fomalhaut : α PsA / α Piscis Austrini / Alpha Piscis Austrini 동아시아에서는 북락사문 北落師門 ) 에 대해서는 이미 한차례 포스팅 한 바가 있지만 이 항성의 행성 시스템에 대해서 새로운 내용들이 밝혀지고 있어 이에 대해서 내용을 추가하려고 합니다. ( 이전 포말 하우트 관련 포스팅은 이전 포스팅 http://blog.naver.com/jjy0501/100091781398 을 참조)
포말하우트는 지구에서 25 광년 정도 떨어진 비교적 가까이 있는 별로 육안으로 아주 잘보이는 1 등급 별입니다. 질량의 태양의 2.1 배 정도이고 현재 나이는 2억년 정도로 추정되는데 예상 수명은 10 억년 정도로 짧은 편입니다.
이전 관측에서 포말하우트는 거대한 먼지 디스크와 목성과 행성의 존재가 발견되어 주목된 바 있습니다. 행성 포말하우트 b (Fomalhaut b) 는 최초로 그 이미지가 실제로 관측된 외계 행성 가운데 하나였습니다. 포말하우트를 둘러싼 거대 먼지 디스크는 포말하우트의 카이퍼 벨트라고 불리기도 합니다.
(허블 우주 망원경의 포말하우트 b 및 주변의 거대 먼지 디스크 촬영 영상 This file is in the public domain because it was created by NASA and ESA. )
(포말하우트의 거대 먼지 디스크 및 행성 포말하우트 b 의 크기와 태양계의 비교. 포말하우트의 먼지 디스크는 133 AU (약 200 억 km) 정도 모항성에서 떨어져 있으며 두께는 25 AU 에 달한다 This file is in the public domain because it was created by NASA and ESA. )
행성 포말하우트 b 는 먼지 디스크보다 약간 안쪽에 존재하며 모성에서 평균 거리는 115 AU 정도로 생각됩니다. 그 크기는 목성과 비교했을 때 0.054 - 3 배 까지 꽤 큰 편차가 있는데 모성에서 멀리 떨어져 있어 중력의 영향을 알기 힘들기 때문에 정확한 질량을 알기 쉽지는 않습니다. 사실 2010 - 2011 년 사이에는 스피처 우주 망원경 관측에서는 행성 자체가 다시 발견되지 않았기 때문에 행성의 진위 여부도 도마위에 올랐습니다.
그러나 2012 년 새롭게 발표된 연구에 의하면 사실은 행성이 하나가 아닌 2개일 가능성도 제기되고 있습니다. 이 연구는 ALMA ( Atacama Large Millimeter Array ) 라는 밀리미터 전파 망원경을 통해 진행되었는데 연구자들은 포말하우튼의 먼지 고리에 대해서 이전보다 아주 자세한 데이터를 얻을 수 있었다고 합니다.
이에 의하면 고리의 너비는 16 AU 로 이전 관측보다 작으며 두께는 폭의 1/7 수준으로 얇다고 합니다. 또 고리 중간 부분에서 반지름은 140 AU 정도로 생각됩니다. 이 보다 더 중요한 것은 고리의 생김새인데 고리의 안과 밖이 매우 매끄러운 형태를 띠고 있음이 관측되었습니다.
ALMA 연구팀은 Astrophysical journal Letters 에 기재한 논문에서 이러한 포말하우트의 먼지 디스크의 형태는 이 디스크의 안쪽과 밖에 양치기 행성이 존재한다면 설명될 수 있다고 합니다. 즉 화성에서 지구의 수배 크기의 행성이 양치기 처럼 고리 물질이 빠져나가는 것을 막으면 이런 모양이 설명될 수 있다는 것이죠.
(Credit: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF.)
사실 고리를 지키는 양치기 위성의 존재는 우리에게는 토성에서 친숙합니다. 토성의 F 링에 존재하는 두개의 위성 - 프로메테우스와 판도라 - 는 토성의 F 링이 사라지지 않고 유지되게 중력으로 붙잡아 두고 있습니다.
최근에 포말하우트에 대한 연구는 행성이 실제 존재하냐부터 행성이 사실 두개이고 양치기 행성이다 라는 의견까지 다양합니다. 만약 진짜 양치기 행성이 존재한다면 매우 흥미로운 일이 아닐 수 없습니다. 추가적인 관측이 계속된다면 좀 더 디테일한 모습이 드러나게 될 것으로 예상됩니다.
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