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우주 이야기 975 - 새로 생성된 아기 행성을 보호하는 보호막



(Young planet in a baby-proof system: the new results shows how a boundary within the disk around a young, Sun-like star acts as a barrier that keeps planets from falling into the star. Credit: MPIA Graphics Department)


 아기를 키우는 집에는 아기를 위험 환경에서 보호하거나 격리하기 위한 펜스나 안전 장치들이 흔합니다. 아직 약하고 위험을 모르는 영유아를 보호하기 위한 것이죠. 그런데 국제 과학자 팀이 갓 태어난 행성계에도 이런 보호막이 있다는 사실을 발견했습니다. 


 막스 플랑크 천문학 연구소의 마리오 플록 (Mario Flock from the Max Planck Institute for Astronomy)이끄는 연구팀은 케플러 우주 망원경 대이터와 시뮬레이션을을 통해 슈퍼 지구 같은 큰 행성이 항성 가까이에서 생성될 수 있는지 검증했습니다. 케플러 관측 데이터는 매우 가까운 위치에서도 큰 행성이 존재할 수 있다는 사실을 보여줬습니다. 연구팀은 별에서 매우 가까운 위치에 있는 원시 행성계 원반을 연구했습니다. 


 별 주변에서 생성된 작은 원시 미행성과 소행성은 궤도가 불안정하기 때문에 별의 중력에 의해 흡수될 위험성이 높습니다. 하지만 연구팀은 모든 소행성과 원시 행성이 별에 흡수되는 것을 막는 아기 보호막 (baby proof)이 있다는 사실을 발견했습니다. 이 보호막의 정체는 별에서 나오는 항성풍과 에너지로 이로 인해 원시 행성계 원반을 이루는 물질이 접근할 수 없는 배리어가 생깁니다. 


 연구팀에 의하면 온도가 1200K가 넘는 지점에서 규소가 승화되어 바로 기체로 변하는 silicate sublimation front이 원시 행성과 소행성이 더 안쪽으로 접근하는 것을 막는 배리어 역할을 합니다. (개념도 참조) 따라서 원시 행성이 모항성에 너무 가까이 접근해 흡수되는 일을 피할 수 있습니다. 동시에 이 궤도에서 큰 행성이 생성될수도 있습니다. 


 일부 목성형 행성이나 슈퍼 지구형 행성은 분명 먼 궤도에서 생성된 후 다른 행성과의 중력 상호 작용으로 안쪽으로 이동한 경우도 있습니다. 하지만 분명 상당히 안쪽 궤도에서 생성된 행성도 존재합니다. 이번 연구는 어떻게 이런 일이 있을 수 있는지 단서를 제공하고 있습니다. 


 참고 


Planet Formation and Migration Near the Silicate Sublimation Front in Protoplanetary Disks, Astronomy & Astrophysics, 2019.
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