(ALMA discovered sweeping spiral arms in the protoplanetary disk surrounding the young star Elias 2-27. This spiral feature was produced by density waves – gravitational perturbations in the disk. Credit: B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))
과학자들은 태어난 별 주변에서 행성과 소행성이 형성되는 원시행성계 원반(protoplanetary disk)를 다수 목격했습니다. 새로 생성된 별 주변의 가스와 먼지가 처음에는 고리나 원반처럼 주변을 공전하다 뭉쳐서 행성으로 발전한다는 것은 오래된 이론이지만, 실제로 그 모습을 관측해서 과정을 이해할 수 있게 된 것입니다. 덕분에 많은 의문점이 풀리기는 했지만, 아직 풀리지 않은 미스터리 역시 많습니다.
국제 천문학자팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA를 이용해서 지구에서 450광년 떨어진 아기별인 Elias 2-27를 관측했습니다. 이 별 주변에는 매우 독특한 형태의 원시행성계 원반이 있기 때문입니다. 과학자들이 찾은 것은 원형이 아닌 나선 모양의 거대한 팔입니다.
이 아기별이 중간에 빈 곳이 있는 고리를 지니고 있다는 사실은 2014년 관측을 통해서도 알려졌습니다. 하지만 이번 관측을 통해서 밝혀진 나선 모양의 팔은 사실 매우 의외의 결과였습니다. 거리도 100억 km에 달할만큼 크지만, 과연 어떻게 생성되었는지 역시 매우 미스터리한 구조물이기 때문입니다. 사실 이정도 크기의 나선 구조물은 원시 행성계 원반에선 처음 관찰되는 것이기도 합니다.
(Infrared image of the Rho Ophiuchi star formation region at a distance of 450 light years (left). The image on the right shows thermal dust emission from the protoplanetary disk surrounding the young star Elias 2-27. Credit: © NASA/Spitzer/JPL-Caltech/WISE-Team (left image), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF); ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), L. Pérez (MPIfR) (right image).)
원시 행성계 원반에서 행성, 소행성, 혜성이 생성되는 과정은 우리의 상상보다 더 복잡할 수 있습니다. 이번 관측 결과는 이와 같은 사실을 우리에게 다시 보여주고 있습니다. 과학자들은 새로 생성되는 행성의 중력 작용 등 여러 가지 가능성을 염두에 두고 연구를 진행하고 있습니다.
우리 태양계도 이런 과정을 거쳤는지는 알 수 없지만, 여기서 행성의 탄생에 관한 새로운 사실들이 밝혀질 것으로 기대합니다.
참고
L. M. Perez et al. Spiral density waves in a young protoplanetary disk, Science (2016). DOI: 10.1126/science.aaf8296
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