우주 이야기 465 - 지구 같은 행성이 형성되는 장면을 포착하다

(ALMA image of the planet-forming disc around the young, Sun-like star TW Hydrae. The inset image (upper right) zooms in on the gap nearest to the star, which is at the same distance as the Earth is from the Sun, suggesting an infant version of our home planet could be emerging from the dust and gas. The additional concentric light and dark features represent other planet-forming regions farther out in the disc. Credit: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA), ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

(This is the inner region of the TW Hydrae protoplanetary disk as imaged by ALMA. The image has a resolution of 1 AU (Astronomical Unit, the distance from the Earth to the Sun in our own Solar System). This new ALMA image reveals a gap in the disk at 1 AU, suggesting that a planet with the same orbit as Earth is forming there. Credit: S. Andrews (Harvard-Smithsonian CfA); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

 천문학자들이 막 태어난 별 주위에서 지구 같은 행성이 생성되는 장면을 포착했습니다. 지구에서 175광년 떨어진 위치에 있는 바다뱀자리 TW (TW Hydrae)는 생성된지 1000만년 정도 밖에 되지 않은 매우 젊은 별로 이 정도 나이에 있는 별 가운데서는 지구에서 매우 가깝기 때문에 집중적인 연구 대상이 되어왔습니다. 

 하버드 - 스미스소니언 천체물리학 센터의 션 앤드류스(Sean Andrews with the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)와 그의 동료들은 가장 강력한 전파 망원경인 알마(ALMA)를 이용해서 바다뱀자리 TW의 상세한 모습을 관측했습니다. 

 새로운 ALMA 이미지는 이 별 주변에 있는 원시행성계 원반(protoplanetary disc)의 모습을 이전에 유래가 없는 수준으로 관측한 결과입니다. 여기서 주목할 점은 여러 개의 먼지와 가스 디스크가 존재하는데 대략 1AU 되는 지점에서 이 먼지와 가스가 모이는 모습이 관측되었다는 점입니다. 비록 해상도는 높지 않지만, 이는 지구와 비슷한 행성이 생성되는 장면을 포착한 것으로 생각됩니다.

 이런 먼지와 가스 디스크는 온도가 낮기 때문에 가시광보다 훨씬 긴 파장에서 관측이 용이합니다. 그리고 ALMA의 성능은 전례없이 강력하기 때문에 높은 분해능을 가지고 있습니다. 덕분에 관측에 성공할 수 있었던 것이지만, 역시 거리 때문에 다소 흐릿하게 보이는 건 피할 수 없는 것 같습니다. 하지만 행성 형성을 시사하는 간극은 분명하게 보입니다. (사진에서는 고리처럼 보임) 

 앞으로 차세대 망원경이 완성되면 바다뱀자리 TW는 매우 중요한 관측 목표가 될 것입니다. 지구 같은 행성이 어떻게 형성되는지를 관측할 가장 좋은 장소이기 때문입니다. 지구를 비롯한 태양계의 내행성들은 미행성들의 충돌로 형성되었다고 생각해왔는데, 어쩌면 여기서 그 결정적인 증거가 발견될 수도 있습니다. 그래서 앞으로 관측이 더 기대됩니다.  

 참고 

This research was presented in a paper "Ringed Substructure and a Gap at 1 AU in the Nearest Protoplanetary Disk", by S.M. Andrews et al., appearing in the Astrophysical Journal Letters.www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1611/eso1611a.pdf 

 http://phys.org/news/2016-03-alma-image-protoplanetary-disc.html#jCp