우주 이야기 492 - 우주 자기장이 별에 탄생에 관여한다?

(Birthplace of the suns: The integral-shaped filament, the two star clusters above the filament, and cloud L1641 in the south can be seen on these images of the Orion A star formation region. The picture on the left shows a density map compiled with data from the Herschel space telescope, the one on the right an infrared image taken by the WISE space telescope. The photo in the centre is a combination of both images. Credit: A. M. Stutz / MPIA )

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 별이 탄생하는 순간은 생명의 탄생만큼이나 경이로운 장면입니다. 물론 경이로운 것 뿐 아니라 우주의 진화와 지구의 탄생 같은 여러 가지 과학적 주제와 연관이 깊기 때문에 많은 연구가 이뤄지고 있습니다.

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 단순하게 말하면 별의 탄생은 가스가 중력에 의해 뭉쳐서 중심부의 압력과 온도가 증가하고 임계수준을 넘으면 핵융합 반응이 생기는 것으로 이해할 수 있습니다. 하지만 실제 과정은 그것보다 훨씬 복잡합니다. 그리고 아직까지 설명하지 못한 부분도 많이 존재합니다.

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 그 중 하나는 가스 성운에서 별이 탄생하는 과정이 생각보다 훨씬 빠르게 일어난다는 것입니다. 많은 별들이 가스 성운에서 동시에 생성되는데, 그 시간은 인간에게는 영겁의 시간이지만 별의 일생으로보면 매우 짧은 3천만년에 불과합니다. 이는 중력만으로는 설명하기 어려운 속도입니다.

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 독일 막스플랑크 천문학 연구소의 아멜리아 스튜츠와 앤드류 굴드(Amelia Stutz and Andrew Gould from the Max Planck Institute for Astronomy)는 어쩌면 자기장이 이 미스터리를 풀 단서가 될지 모른다고 생각했습니다.

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 연구팀은 지구에서 1300광년 떨어진 오리온 성운을 연구했습니다. 이 가스 성운에서는 많은 별이 생성되고 있는데다 지구에서 비교적 가까운 거리에 있어 관측이 용이하기 때문입니다. 가스는 원형으로 뭉치기보다는 일종의 가느다란 실타래인 필라멘트 형식으로 모이는데, 이를 integral-shaped filament (ISF)라고 부릅니다.

 연구팀의 모델에 의하면 성간 자기장과 중력이 같은 정도로 필라멘트 형성에 영향을 미치는 것으로 나타났다고 합니다. 이는 왜 별이 빠른 속도로 가스 성운에서 생성되는지를 설명해줄 수 있습니다.

 자기장은 지구에서 뿐만 아니라 우주에서도 여러 가지 영향을 미칩니다. 다만 그 범위에서 중력처럼 우주 전체를 관통하지 않기 때문에 쉽게 간과되곤 하지만, 역시 우주의 진화에 여러가지 영향을 미칠 수 있는 능력이 있습니다.

 물론 다른 성운에서도 비슷한 일이 발생하는지는 더 연구가 필요하겠지만, 중력과 더불어 자기장이 일정한 역할을 한다는 주장은 매우 흥미로운 것 같습니다.

 참고

Slingshot Mechanism in Orion: Kinematic Evidence For Ejection of Protostars by Filaments.Astronomy & Astrophysics (May 2016)arxiv.org/abs/1512.04944                                         

  http://phys.org/news/2016-05-interplay-magnetic-fields-gravitation-orion.html#jCp