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우주 이야기 1192 - 원시 행성계 원반에서 발견된 가장 큰 분자


 

(This composite image features an artistic impression of the planet-forming disc around the IRS 48 star, also known as Oph-IRS 48. The disc contains a cashew-nut-shaped region in its southern part, which traps millimetre-sized dust grains that can come together and grow into kilometre-sized objects like comets, asteroids and potentially even planets. Recent observations with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) spotted several complex organic molecules in this region, including dimethyl ether, the largest molecule found in a planet-forming disc to date. The emission signaling the presence of this molecule (real observations shown in blue) is clearly stronger in the disc's dust trap. A model of the molecule is also shown in this composite. Credit: ESO/L. Calçada, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/A. Pohl, van der Marel et al., Brunken et al.)




 레이든 천문대의 과학자들이 미래 행성이 형성될 원시 행성계 원반에서 상대적으로 복잡한 유기물인 디메틸 에테르 (Dimethyl ether, DME, CH3OCH3)를 발견했습니다. 원자 9개로 만들어진 디메틸 에테르는 에탄올의 이성질체로 아미노산이나 당분자 같이 더 복잡한 유기물을 만드는 기초 분자입니다. 



 연구팀은 현존 최고의 전파 망원경 중 하나인 ALMA를 이용해 지구에서 444광년 떨어져 있는 뱀주인자리 성운 의 아기별 IRS 48를 관측했습니다. IRS 48 주변에는 행성의 재료가 될 먼지와 가스가 공전하는 원시행성계 원반이 있습니다. 



 ALMA는 가스 성운 안쪽에서 나오는 긴 파장의 전파를 수집해 이 원시행성계 원반에 어떤 분자가 있는지 조사했습니다. 관측 결과 지금까지 원시행성계 원반에서 발견된 것 가운데 가장 큰 분자인 디메틸 에테르가 확인된 것입니다. 이 분자는 별이 생성되는 가스 성운에서는 관측된 적이 있으나 원시행성계 원반에서는 처음 관측되는 것입니다. 



 IRS 48 주변의 원시행성계 원반은 수mm에서 수km 크기의 먼지 및 소행성으로 이뤄진 것으로 보입니다. 여기서 일산화탄소나 단순한 분자들이 별의 에너지에 의해 얼음 입자에서 승화되면서 다른 분자와 다양한 화학 반응을 일으킬 수 있습니다. 연구팀은 여기서 캐슈넛 모양의 특이한 먼지 트랩 (dust trap)을 발견했습니다. 아마도 먼지 트랩은 확인되지 않은 동반성이 행성의 중력의 결과물로 보이는데, 복잡한 분자를 생성하는 이유 중 하나로 생각됩니다. 확인되지 않았을 뿐이지 사실 디메틸 에테르보다 더 복잡한 유기물 분자도 이미 생성되었을 것입니다. 




(This artist’s rendering shows the planet-forming disc around the IRS 48 star, also known as Oph-IRS 48. This disc includes a region in its southern part that traps millimetre-sized dust grains that can come together and grow into kilometre-sized objects like comets, asteroids and potentially even planets. This "dust trap" is also an ice reservoir, with layers of ice, rich in complex molecules, gathering around the dust grains. Heating from the IRS 48 star is able to sublimate the ice into gas, freeing the trapped molecules and making them detectable. The animation at the end shows two of the molecules detected in the IRS 48 system: methanol and dimethyl ether, the latter being the largest molecules yet identified in a planet-forming disc. Credit: ESO/L. Calçada)



 지금 IRS 48 주변에서 일어나는 일은 아마 우리 태양계에서도 46억년 전 일어났을 것입니다. 과학자들은 망원경을 통해 그 과거를 들여다보고 구체적인 과정을 이해하기 위해 노력하고 있습니다. 그리고 이런 연구를 통해 생명체가 존재할 가능성이 높은 행성계 역시 알아낼 수 있을 것입니다. 



 참고 



https://phys.org/news/2022-03-astronomers-largest-molecule-planet-forming-disc.html


N. G.C. Brunken et al, A major asymmetric ice trap in a planet-forming disk. III. First detection of dimethyl ether, Astronomy & Astrophysics (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202142981


 

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