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우주 이야기 902 - 갈색왜성은 행성과 비슷하게 생성된다?



(An illustration of a brown dwarf(Credit: NASA/ESA/JPL))


(A chart describing the radial velocity of the star v Ophiuchi, indicating that the two brown dwarfs orbiting it do so in a 6:1 resonant configuration(Credit: A. Quirrenbach (ZAH/LSW) and T. Trifonov (MPIA)))


 과학자들이 갈색왜성이 행성과 비슷한 방식으로 생긴다는 증거를 발견했습니다. 갈색왜성은 흔히 실패한 별로 불리는데 태양 질량의 8% 이하의 질량을 지녀 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하기 어렵기 때문입니다. 중수소 등 더 드문 연료를 사용해 부분적인 핵융합 반응은 가능하지만 에너지가 매우 낮아 어둡고 차가운 천체가 됩니다. 행성과 갈색왜성의 경계는 목성 질량의 13배 정도로 생각됩니다. 


 그런데 갈색왜성이 실패한 별이라는 별명처럼 진짜 별이 생성될 때 질량이 모자라서 생성되는지 아니면 행성처럼 별을 만들고 남은 가스와 먼지가 원시 행성계 원반에서 뭉쳐 형성되는지는 아직 분명치 않습니다. 아마도 별에 가까운 질량을 지닌 경우 전자에 가깝고 행성에 가까운 질량을 지닌 경우에는 후자에 가까울 것 같지만 생성되는 갈색왜성은 의외로 잘 관측되지 않고 있습니다.


 하이델베르크 대학의 연구팀은 지구에서 150광년 떨어진 v Ophiuchi (= HIP 88048, HD 163917, HR 6698)의 시선 속도 (radial-velocity)를 정밀하게 측정했습니다. 보통은 외계 행성을 찾기 위한 것이지만, 연구팀은 여기서 두 개의 갈색왜성을 확인할 수 있었습니다. 흥미로운 사실은 두 갈색왜성이 각각 530일과 3185일을 주기로 공전하고 있어 6:1의 비율로 궤도 공명을 하고 있었습니다. 이런 구성은 같은 원시 행성계 원반에서 생성되었을 가능성을 강하게 시사하는 것입니다. 단순히 중력에 포획되거나 같은 가스 구름에서 생성되었다면 이런 구성은 설명하기 어렵다고 합니다. 


 다만 갈색왜성이라고 해도 질량에 따라 여러 가능성이 열려 있을 것입니다. 더 정확한 결론을 얻기 위해서는 후속 연구가 필요하겠지만, 질량은 행성쪽에 가까운 갈색왜성은 아마도 행성과 크게 다르지 않은 생성 과정을 거치지 않을까 생각합니다. 


 참고 






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