우주 이야기 1318 - 모성 백두에 너무 가까이 다가간 행성 한라

 

(The planet Halla has somehow survived an apocalypse from its host star Baekdu – but how?. Credit: Tobias Roetsch/GTGRAPHICS.DE)

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(An artist's impression of two stars merging and creating a new gas cloud from which Halla could have emerged as a "second generation" planet. Credit: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko)

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2015년 보현산 천문대의 과학자들은 작은곰자리에 있는 별인 8 UMi 주변에서 목성형 외계 행성인 8 UMi b 발견했습니다. 이들은 각각 태양 질량의 1.44배와 목성 질량의 1.5배 정도 되며 거리는 지구에서 520광년 떨어져 있습니다. 공전 궤도는 지구와 태양의 절반 수준입니다.

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국제 천문 연맹 창립 100주년을 기념해서 몇 차례에 걸쳐 외계행성 이름 짓기 행사가 열렸고 우리나라에서는 8 UMi에는 백두, 8 UMi b에는 한라라는 이름을 붙였습니다. 그런만큼 우리에게는 꽤 뜻깊은 외계 행성인 셈입니다.

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하지만 하와이 대학 천문학과 University of Hawaiʻi Institute for Astronomy (UH IfA)의 마크 혼 Marc Hon이 이끄는 연구팀은 이름만이 중요한 특징이 아니라는 것을 알아냈습니다. 하와이에 있는 켁 망원경과 캐나다 프랑스 하와이 망원경 (CFHT)을 이용해서 8 UMi 행성계를 관측한 결과 연구팀은 이 행성이 있을 수 없는 위치에 존재한다는 사실을 확인했습니다.

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태양보다 무거운 8 UMi는 이미 중심부에서 수소 연료가 고갈된 상태로 헬륨이 연소를 시작했으며 거대하게 부풀어 올라 적색 거성 상태에 도달했습니다. 이 과정에서 별은 몇 차례의 팽창과 수축을 거듭하는데, 8 UMi가 가장 커졌을 때는 지구 태양 궤도의 1.5배에 달했을 것으로 보입니다.

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따라서 외계 행성 한라는 이미 모성인 백두에게 흡수되어야 정상입니다. 그럼에도 이렇게 큰 행성이 살아남았다는 것은 뭔가 우리가 모르는 일이 일어났다는 것을 의미합니다.

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연구팀이 세운 가설은 사실은 백두가 본래 쌍성계였다가 동반성을 집어삼키는 과정에서 크게 확장하지 않아 한라가 살아남았다는 것과 한라가 기존의 행성계가 파괴되고 남은 잔해들이 모여 만든 2세대 별일 가능성입니다. (영상 참조) 물론 한라가 본래는 더 먼 궤도를 돌다가 어떤 이유로 안쪽으로 파고든 것일수도 있습니다.

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(동영상 1 - 쌍성계 가설)

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(동영상2 - 새로운 행성 가설)

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우리에게 백두산과 한라산은 가장 멀리 떨어져 있는 큰 산입니다. 특히 백두산은 쉽게 가볼 수 없는 위치에 있습니다. 하지만 과학적으로 백두 별과 한라 행성은 있을 수 없을 정도로 가까이 있는 위치에 있습니다. 언젠가 백두와 한라처럼 두 산 모두 우리에게 지금보다 가까운 존재가 되길 바랍니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-06-astronomers-planet-shouldnt.html

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https://newatlas.com/space/planet-halla-baekdu-apocalypse-red-giant/

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Marc Hon, A close-in giant planet escapes engulfment by its star, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06029-0. www.nature.com/articles/s41586-023-06029-0

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