(Clash of Titans: This artist's illustration depicts the collision of two 125-mile-wide icy, dusty bodies orbiting the bright star Fomalhaut, located 25 light-years away. Credit: ESA, NASA and M. Kornmesser)
(This diagram simulates what astronomers, studying Hubble Space Telescope observations, taken over several years, consider evidence for the first-ever detection of the aftermath of a titanic planetary collision in another star system. The color-tinted Hubble image on the left is of a vast ring of icy debris encircling the star Fomalhaut, located 25 light-years away. The star is so brilliant that a black occulting disk is used to block out its glare so that the dust ring can be photographed. In 2008, astronomers saw what they thought was the first direct image of a planet orbiting far from the star. However, by 2014, the planet candidate faded below Hubble's detection. The best interpretation is that the object wasn't ever a fully formed planet at all, but an expanding cloud of dust from a collision between two minor bodies, each about 125 miles across. The diagram at the right is based on simulation of the expanding and fading cloud. The cloud, made of very fine dust particles, is currently estimated to be over 200 million miles across. Smashups like this are estimated to happen around Fomalhaut once every 200,000 years. Therefore, Hubble was looking at the right place at the right time to capture this transient event. Credit: NASA, ESA, A. Gáspár and G. Rieke/University of Arizona)
포말하우트는 여러 가지면에서 미스터리한 천체 중 하나입니다. 지난 몇 년간 과학자들은 포말하우트의 고리에 있는 외계 행성 포말하우트 b (Formalhaut b)를 두고 갑론 을박으로 벌였습니다. 이 외계 행성은 보기 드물게 지구에서 직접 관측에 성공한 행성인데, 관측시 사라지거나 밝기가 변화하는 특이한 모습을 보였기 때문입니다. 한 때는 관측이 되지 않다가 다시 관측되어 좀비 행성이라는 별명을 얻기도 했습니다.
애리조나 대학의 스튜워드 관측소의 안드라스 가스파 교수 (Andras Gaspar, an assistant astronomer at the University of Arizona's Steward Observatory)가 이끄는 연구팀은 포말하우트 b에 대해서 색다른 해석을 내놓았습니다. 연구팀은 허블 우주 망원경 관측 데이터를 모두 모아 이를 다시 분석해 새로운 해석을 내렸습니다. 포말하우트 b가 사실은 지름 200km 정도 되는 얼음과 먼지가 풍부한 천체 둘이 충돌한 결과라는 것입니다.
(Hubblecast 127 Light: The Mysteries of Fomalhaut b)
그 증거로 연구팀은 시간에 따른 밝기 변화를 들어었습니다. 일반적인 행성이라면 사실 몇 년만에 밝기가 쉽게 변하지 않을 것입니다. 그러나 허블 우주 망원경 관측 데이터는 점점 어두워지고 있다는 점을 시사하고 있습니다. 만약 충돌에 의해 거대한 먼지 구름이 생겼다면 이런 관측 결과를 뒷받침할 수 있습니다. 이 가설을 지지하는 두 번째 증거는 포말하우트 b가 가시광 영역에서는 잘 관측되는데, 적외선 영역에서 관측되지 않는다는 것입니다. 행성의 낮은 표면 온도를 생각하면 이 거리에서 가시광 영역에서 관측된다는 것은 매우 이례적인 일입니다.
만약 두 개의 천체가 충돌해서 지구 - 태양 공전궤도만한 먼지 구름을 만들었다면 이 미스터리를 설명할 수 있을지 모릅니다. 미세한 먼지 입자가 포말하우트의 빛을 반사해서 마치 행성처럼 보였다고 해석하는 것입니다. 최초의 충돌은 첫 관측이 이뤄진 2004년보다 약간 이전에 발생했으며 그 이후 이 먼지 구름이 흩어지면서 점점 어두워지는 것입니다.
연구팀의 해석이 옳다면 제임스 웹 우주 망원경 같이 더 강력한 망원경으로 확인해도 포말하우트 b의 흔적을 찾을 수 없을 것입니다. 과연 이 해석이 옳을지 결과가 주목됩니다. 이 해석이 옳다면 외계 행성보다 훨씬 드문 일을 관측한 것이라서 역시 후속 연구가 필요할 것입니다.
참고
András Gáspár el al., "New HST data and modeling reveal a massive planetesimal collision around Fomalhaut," PNAS (2020). https://www.pnas.org/cgi/doi/1 … 1073/pnas.1912506117
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