기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 449 - 태어나는 별의 모습을 포착한 ALMA



(Artist’s impression of the baby star TMC-1A. The star is located in the center and surrounded by a rotating gas disk. Gas is infalling to the disk from the envelope further out.  출처: 일본 국립 천문대) 


 사람과 마찬가지로 별에게도 아기 시절이 존재합니다. 가스와 먼지가 뭉쳐 커지는 덩어리가 어느 순간 핵융합 반응에 의해 빛이 나기 시작하는 순간은 사실 시작에 불과합니다. 이렇게 형성된 아기 별은 주변에서 가스를 모으며 점차 커지며 주계열성이 될 준비를 하게 됩니다. 과학자들은 이 과정을 오랜 세월 연구해왔으나 대부분 지구에서 먼 장소에서 탄생하는데다 두꺼운 먼지와 가스로 둘러쌓여 그 내부 구조를 알아내기 어려웠습니다.


 도쿄 대학의 아소 유스케(Yusuke Aso)가 이끄는 천문학자팀은 현존하는 가장 강력한 전파 망원경인 알마(ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 황소자리 방향으로 지구에서 450광년 떨어진 TMC-1A라는 아기별을 관측했습니다. 


  TMC-1A는 막 태어난 별로 아직 주변의 가스와 먼지를 흡수하면서 자라는 중입니다. 그런데 한 가지 흥미로운 사실은 이 가스와 먼지가 바로 아기별에 흡수되는 것이 아니라 주변에 회전하는 고리를 형성한 후 이 물질의 고리에서 서서히 물질이 성장 중인 별로 흡수한다는 것입니다. 

 문제는 아기 별이 태어나는 성운에 많은 가스가 있어 관측을 방해하는 데다 태어나는 별 주변으로 다시 형성되는 두꺼운 가스와 먼지 때문에 관측이 어렵다는 것입니다. 하지만 알마의 강력한 고해상도 분해능력을 통해서 마침내 천문학자들은 내부 구조를 관측할 수 있었습니다.


 연구팀에 의하면 이 아기별의 물질의 고리와 외부 가스층은 대략 90 AU(대략 135억km) 정도 반지름을 가지고 있습니다. 이는 지구 - 해왕성 거리의 3배 수준이다. 여기에 있는 물질들은 케플러의 법칙에 따라 회전하면서 점차 에너지를 잃어 아직 성장 중인 별로 흡수됩니다. 흡수되지 못한 물질은 결국 나중에 행성을 이루는 재료가 되거나 동반성을 이루는 원료가 됩니다. 


 이번 연구에서는 아기별 전체의 질량은 태양의 0.68배 정도이며 매년 태양 질량의 100만 분의 1 정도 되는 물질이 흡수되는 것이 확인되었습니다. 속도는 초속 1km 정도로 사실 아기별의 중력을 생각하면 느린 속도인데 연구팀은 어쩌면 이 아기별의 자기장이 물질의 흡수를 느리게 만드는 이유일지 모른다고 생각하고 있습니다.


 분명 아기별의 탄생은 생명의 탄생만큼 신비로운 과정입니다. 그러나 아직 우리는 이 문제에 대해서 모르는 부분들이 많습니다. 앞으로 더 많은 연구를 통해서 그 비밀이 풀리기를 기대해 봅니다. 


 참고 
  
Yusuke Aso et al. ALMA observations of the transition from infall motion to keplerian rotation around the late-phase protostar TMC-1A, The Astrophysical Journal (2015). DOI: 10.1088/0004-637X/812/1/27 



댓글

이 블로그의 인기 게시물

벨 V-280 Valor 시험 비행 성공

( The V-280 Valor flew for the first time at Bell Helicopter's Amarillo Assembly Center in Texas(Credit: Bell Helicopter/YouTube) )  앞서 소개드린 V-280 발러가 첫 번째 비행 테스트에 성공했다는 소식입니다. V-22 오스프리의 소형화 버전이라고 할 수 있는 V-280 발러는  미 육군의 차세대 헬기 사업인 Future Vertical Lift (FVL)에 입찰을 시도하는 틸트로터기로 현재 미 육군이 주력으로 사용하는 블랙호크 헬기와 비슷한 체급입니다. 다만 틸트로터기인 만큼 최고 속도나 항속 거리면에서 더 유리합니다. 스펙은 이전 포스트를 참조해 주시기   이전 포스트:  https://blog.naver.com/jjy0501/221115245986  (동영상)   V-280 발러는 틸트로터기의 더 대중화 될 수 있을지를 검증하는 중요한 무대가 될 것입니다. V-22 오스프리의 경우 복잡한 구조로 인해 가격이 너무 비싸져서 사실 미국은 몰라도 그 동맹국에 널리 도입되기는 어려운 부분이 있습니다. V-280 역시 가격이 아주 저렴할 것 같지는 않지만, 좀 더 합리적인 대안은 될 수 있을 것 같습니다. 만약 성공적인 결과가 나오면 한국을 포함한 미국의 동맹국에서 도입을 검토할 수 있을지 모르겠다는 생각입니다.   참고  https://newatlas.com/bell-v-280-valor-maiden-flight/52663/

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...