우주 이야기 111 - 성단에서 발견된 외계 행성

 지금까지 발견된 외계 행성들은 모두 성단 (cluster - 수백에서 수십만개까지의 별들의 집단으로 모양이 구형이면 구상 성단, 모양이 일정치 않으면 산개 성단이라고 함 ) 밖에 있는 항성들에서 발견되었습니다. 그러나 최근 나사의 지원을 받은 조지아 주립대학 ( Georgia State University) 의 샘 퀸 (Sam Quinn) 을 비롯한 연구자들은 1.5-meter Tillinghast telescope 을 사용해서 1000 여개의 별들이 모여서 구성된 벌집 성단 (Beehive cluster) 에서 2개의 외계 행성을 찾아냈습니다. 

 이번에 찾아낸 두개의 외계 행성 -  Pr0201b 과 Pr0211b - 은 외계 행성으로는 최초로 성단에서 발견된 것 들인데 이른바 뜨거운 목성형 행성이라 불리는 거대 가스 행성으로 모성 주위를 가깝게 공전하고 있습니다. 이들이 있는 벌집 성단은 젊은 별로 구성된 산개 성단 (Open cluster) 입니다.  

(성단에서 발견된 외계 행성의 컨셉 아트   Astronomers have discovered two gas giant planets orbiting stars in the Beehive cluster, a collection of about 1,000 tightly packed stars. (Credit: NASA/JPL-Caltech) ) 

 성단에서 발견된 외계 행성이 과학적 의미를 지니는 이유는 다음과 같습니다. 과학자들은 별들이 처음 탄생할 때는 가스 구름에서 집단으로 탄생한다고 생각하고 있습니다. 마치 별들이 태어나는 보금자리인 오리온 성운 (Orion Nebula) 가 그 좋은 사례라고 할 수 있습니다. 오리온 성운의 원시 별들 가운데는 주변 먼지 구름을 가진 것들이 존재하며 여기서는 행성들이 태어나는 것으로 믿어지고 있습니다. 

 이런 가스 구름에서 생겨나는 젊은 별들이 모여 산개 성단을 구성할 수 있는데 천문학자들이 생각하기에 여기서 태양같은 크기의 별들은 행성을 거느릴 수 있다고 여겨지고 있습니다. 하지만 지금까지 그 직접적인 증거는 찾지 못했습니다. 그런데 이번에 그 첫번째 증거가 발견된 것입니다. 

 이번 발견에서 또 한가지 더 흥미로운 사실은 벌집 성단의 젊은 별들에서 뜨거운 목성형 행성들이 발견되었다는 것입니다. 현재 뜨거운 목성 (hot Jupiters) 의 형성을 설명하는 주된 이론은 본래는 훨씬 바깥에서 형성된 가스형 행성이 다른 행성과의 상호 작용으로 안쪽으로 이동했다는 것입니다. 그런데 이 경우에는 생성된 지 얼마 안된 것으로 보이는 가스 행성들이 이미 안쪽으로 이동한 상태입니다. 이 부분은 어떻게 설명할 것인지는 앞으로의 연구 과제 입니다. 

 이번에 발견된 외계 행성들은 모두 생명체가 살 수 있는 환경은 아닙니다. 하지만 만약 지구와 비슷한 공전 궤도를 도는 암석형 행성들이 존재한다면 여기서 보이는 밤하늘은 정말 별이 아주 밝게 빛날 것으로 보입니다. 1000 개 정도 되는 젊은 별들이 가까이 모여 있기 때문에 밤하늘이 별빛으로 환하게 밝을 것이고 밤길이 어두워서 못볼 걱정은 안해도 될 것으로 생각됩니다. 

 과학자들은 이 벌집 성단에서 철을 비롯한 무거운 원소 (metal) 성분이 많은 것을 발견했습니다. 이런 무거운 원소들이 포함단 가스 구름은 행성을 형성하는데 중요한 역할을 한다고 생각되며 일종의 행성 비료 'planet fertilizer' 의 역활을 하는 것으로 생각됩니다. 그리고 이런 비료가 풍부한 가스 구름에서는 거대 가스 행성이 더 잘 형성될 지도 모른다고 연구자들은 생각하고 있습니다.

 과연 미래에는 이런 별빛이 가득할 산개 성단에서 지구형 행성도 찾아낼 수 있을지 궁금해지는 소식이었습니다. 사실 그렇다고 해도 생긴지 얼마 안되는 행성에 외계인이 살 가능성은 별로 없지만 말이죠. 

 참고 

http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2012-289

Journal Reference:

 Samuel N. Quinn, Russel J. White, David W. Latham, Lars A. Buchhave, Justin R. Cantrell, Scott E. Dahm, Gabor Fűrész, Andrew H. Szentgyorgyi, John C. Geary, Guillermo Torres, Allyson Bieryla, Perry Berlind, Michael C. Calkins, Gilbert A. Esquerdo, Robert P. Stefanik. Two 'B's in the Beehive: The Discovery of the First Hot Jupiters in an Open Cluster. The Astrophysical Journal, 2012; 756 (2): L33 DOI: 10.1088/2041-8205/756/2/L33