우주 이야기 1155 - 새로 태어난 아기 행성의 이미지를 포착하다.

(Discovery image of the planet 2M0437, which lies about 100 times the Earth-Sun distance from its parent star. The image was taken with the Subaru Telescope on Maunakea. The much-brighter host star has been mostly removed, and the four “spikes'' are artifacts produced by the optics of the telescope. Credit: Subaru Telescope and Gaidos, et al. (2021))

과학자들은 수천 개 이상의 외계 행성을 찾아냈지만, 직접 망원경으로 관측할 수 있는 외계 행성은 그 중 극히 일부입니다. 밝기 차이가 서치 라이트 옆에 있는 반딧불보다 더 크기 때문에 밝은 모항성 옆에 있는 외계 행성을 관측하기가 매우 어렵기 때문입니다. 예외적으로 관측이 가능한 경우는 태어난 지 얼마 되지 않아 아직 뜨거운 거대 행성이 모항성에서 적당한 거리에 떨어져 있는 경우 등입니다.

하와이 대학의 에릭 가이도스 교수 (Eric Gaidos, a professor in the UH Mānoa Department of Earth Sciences)가 이끄는 연구팀은 지구에서 430광년 떨어진 타우러스 분자 구름 (Taurus Molecular Cloud)에 있는 외계 행성 2M0437b를 2018년부터 3년간 관측했습니다.

타우러스 분자 구름은 새로운 별이 활발하게 태어나는 가스 성운으로 별과 행성의 생성을 연구하는 과학자들에게 중요한 관측 대상입니다. 2M0437는 태양 질량의 15-18% 정도 되는 어두운 적색왜성으로 태어난 지 200-500만 년 정도 밖에 되지 않은 아기별입니다. 연구팀은 3년에 걸쳐 하와이에 있는 스바루 망원경으로 외계 행성 2M0437b를 관측해 실제로 주변을 공전하는 외계 행성이 맞다는 사실을 확인했습니다.

2M0437b는 목성 질량의 3-5배에 달하는 거대 가스형 외계 행성으로 지구 - 태양 거리의 100배에 달하는 거리에서 천천히 모항성 주변을 공전하고 있습니다. 물론 생성된 지 얼마 되지 않아 매우 뜨거운 상태이고 어두운 모항성에서 충분히 멀리 떨어져 있어 관측이 가능했던 것입니다.

현재까지 망원경으로 관측할 수 있는 행성의 숫자는 몇 개 되지 않지만, 발사를 앞둔 제임스 웹 우주 망원경과 차세대 망원경이 완성되면 그 숫자는 훨씬 늘어날 것으로 기대됩니다. 그리고 이를 통해 지구와 다른 태양계의 행성들이 정확히 어떤 과정을 통해 생성되었는지, 생명체가 살 수 있는 행성은 어디에 있는지 같은 질문에 대한 답이 하나씩 나올 것으로 생각합니다.

참고

https://phys.org/news/2021-10-astronomers-infant-planet.html

https://arxiv.org/abs/2110.08655

Zodiacal Exoplanets in Time (ZEIT) XII: A Directly-Imaged Planetary-Mass Companion to a Young Taurus M Dwarf Star, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab3069 , arxiv.org/abs/2110.08655

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