우주 이야기 1194 - 거대한 소행성 충돌 결과를 포착한 나사 스피처 우주 망원경

(This illustration depicts the result of a collision between two large asteroid-sized bodies. NASA's Spitzer saw a debris cloud block the star HD 166191, giving scientists details about the smashup that occurred. Credit: NASA/JPL-Caltech)

나사의 스피처 우주 망원경은 17년에 걸친 임무를 종료하고 수명이 다 되어 2020년 퇴역했습니다. 하지만 오랜 세월 관측했던 데이터와 연구 결과는 아직 모든 분석이 끝나지 않은 상태로 계속 새로운 연구 결과가 발표되고 있습니다.

애리조나 대학의 케이트 수 (Kate Su of the University of Arizona)가 이끄는 연구팀은 2015년부터 2019년 사이 태어난 지 1000만년 정도 된 별인 HD 166191를 관측했습니다. 2018년 중반 연구팀은 갑자기 밝기가 어두워지는 현상을 발견했습니다. 지상에 있는 망원경을 통한 추가 관측을 통해 연구팀은 갑작스러운 밝기 변화의 원인이 거대 소행성 충돌이라는 결론을 얻었습니다.

HD 166191 주변에는 먼지 고리와 이 먼지에서 태어난 미행성 (planetesimal, 지름 1km 정도 크기의 행성의 재료가 되는 소행성)이 다수 존재합니다. 그런데 2018년 중반에 별을 완전히 가린 거대한 먼지 구름을 설명하기 위해서는 이보다 큰 소행성 충돌이 필요합니다. 연구팀은 이 충돌로 인해 생긴 먼지 구름의 크기가 적어도 별의 3배 이상이라고 추정했습니다. 그리고 별을 가리지 않은 부분까지 포함하면 면적은 별의 수백배에 달할 수 있습니다.

다만 이것만으로는 정확한 소행성의 크기를 추정할 순 없습니다. 아마도 소행성 베스타처럼 지름 500km급 대형 소행성일 것으로 추정할 수 있지만, 비슷한 크기의 소행성이 충돌해서 완전히 부서진 것인지, 아니면 지구 크기의 원시 행성에 베스타 크기 소행성이 충돌해 남긴 흔적인지는 알 수 없는 것입니다. 하지만 이런 충돌을 거치면서 원시 미행성이 행성으로 자라났다는 점은 분명합니다.

스피처 우주 망원경은 퇴역했지만, HD 166191는 앞으로 계속해서 주요 관측 대상이 될 것입니다. 더 해상도가 높은 제임스 웹 우주 망원경과 지상의 차세대 망원경을 이용하면 새로운 행성이 어떤 과정을 통해 형성되는지 매우 디테일한 정보를 얻을 수 있을 것으로 기대합니다.

참고

https://phys.org/news/2022-03-nasa-giant-debris-cloud-clashing.html

Kate Y. L. Su et al, A Star-sized Impact-produced Dust Clump in the Terrestrial Zone of the HD 166191 System, The Astrophysical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-4357/ac4bbb

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