우주 이야기 1071 - 소금과 물이 발견된 거대 아기 별

 

(ALMA composite image of a binary massive protostar IRAS 16547-4247. Different colors show the different distributions of dust particles (yellow), methyl cyanide (CH3CN, red), salt (NaCl, green), and hot water vapor (H2O, blue). Bottom insets are the close-up views of each components. Dust and methyl cyanide are distributed widely around the binary, whereas salt and water vapor are concentrated in the disk around each protostar. In the wide-field image, the jets from one of the protostars, seen as several dots in the above image, are shown in light blue. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Tanaka et al.)

 천문학자들이 거대 아기 별 주변에서 흔치 않은 물질을 발견했습니다. 일본 국립 천문대의 타나카 케이 (Kei Tanaka at the National Astronomical Observatory of Japan)가 이끄는 연구팀은 세계 최대의 전파 망원경이 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해 지구에서 9500광년 떨어진 거대 아기 별인 IRAS 16547-4247를 관측했습니다. 

 보통 아기 별은 두꺼운 가스에 둘러싸여 있어 망원경으로 관측이 어렵지만, 큰 질량을 지닌 아기 별은 특히 더 관측이 어렵습니다. 대부분 지구에서 멀리 떨어져 있는데다 특히 더 두꺼운 가스 구름 가운데 있는 경우가 흔하기 때문입니다. 

 ALMA는 이런 두꺼운 가스와 먼지를 뚫고 나올 수 있는 전파를 관측하는데 유리하기 때문에 아기 별의 탄생과 진화 과정을 연구하는 과학자들에게 큰 도움이 되고 있습니다. IRAS 16547-4247는 태양 질량의 1만배에 달하는 큰 질량을 지닌 분자 구름에서 생성되는 태양 질량의 25배에 달하는 아기 별로 사실은 두 개의 거대 아기 별 쌍성계입니다. 

 연구팀은 여기서 몇 가지 예상치 않은 사실을 발견했습니다. IRAS 16547-4247의 주변에서는 염화나트륨(NaCl) 혹은 소금과 뜨거운 물 분자가 발견됐는데, 물은 그렇다고 해도 소금은 우주에서 흔히 관측되는 분자가 아니라 연구팀의 관심을 끌었습니다. 

 연구팀에 따르면 거대 아기 별 주변에서 소금 분자가 발견된 사례는 이번까지 포함해 두 번에 불과합니다. 그런데 첫 번째 경우에는 별에서 나온 것인지 주변 가스 디스크에서 나온 것인지 불분명합니다. 이번 관측에서는 이 소금이 디스크에서 나온 것이라는 사실을 분명히 확인할 수 있었습니다. 그런데 소금 분자가 관측된 이유가 더 흥미롭습니다. 

 연구팀에 의하면 이 두 아기별은 디스크가 반대 방향으로 회전하고 있습니다. 이 점을 감안하면 사실 두 쌍성은 같이 태어난 형제가 아니라 독립적으로 생성되었다가 서로 중력에 의해 가까워진 존재일 가능성이 큽니다. 아무튼 이로 인해 디스크 물질이 가열되어 여기서 뜨거운 물과 함께 본래는 먼지와 얼음 입자에 포함된 소금이 포착된 것으로 보입니다. 연구팀은 여기서 또 다른 유기물인 시안화메틸 (methyl cyanide (CH3CN)) 역시 관측했습니다. 

 세상에는 별의별 일이 다 있게 마련이지만, 우주는 그 광활함 때문에 정말 상상할 수 없는 일도 일어나는 곳입니다. 소금의 존재가 확인된 아기 별 역시 그 중 하나일 것입니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2020-09-pair-massive-baby-stars-swaddled.html

Kei E. I. Tanaka et al. Salt, Hot Water, and Silicon Compounds Tracing Massive Twin Disks, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/2041-8213/abadfc