우주 이야기 1321 - 큰 행성 사이에 낀 작은 샌드위치 행성

 (Artistic rendering of how small planets can form ‘sandwiched’ in between two larger ones. Credit: University of Warwick/Mark A. Garlick)

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태양계의 8개 행성은 안쪽의 작은 암석형 행성 4개와 먼 곳에 있는 큰 가스 행성 8개로 분명히 구분된 형태입니다. 이들은 모두 태양과 함께 형성된 원시 행성계 원반에서 같이 태어났다고 보고 있지만, 구체적으로 어떤 과정을 거쳐 작은 행성과 큰 행성이 동시에 생성된 것인지는 아직 잘 모릅니다.

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워릭 대학의 연구팀은 원시 행성계 원반 관측 결과를 토대로 우리가 예상하지 못했던 방식으로 큰 행성과 작은 행성이 동시에 형성될 수 있다는 증거를 발견했습니다.

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연구팀이 영국 국립 천문학 학회 (National Astronomy Meeting)에 발표한 내용에 따르면 두 개의 큰 행성 사이에서 만들어지는 행성은 어쩔 수 없이 작은 행성이 될 수밖에 없습니다. 큰 행성이 물질을 많이 빼앗는데다 새로운 물질의 유입을 막기 땨문입니다.

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당연한 이야기 아니냐고 반문할 수도 있지만, 화성과 목성 사이 소행성대처럼 주변의 큰 행성이 있으면 아예 행성 생성 자체가 안될 수도 있기 때문에 당연한 일은 아닙니다. 행성 자체가 생성되지 않는 경우부터 연구팀이 샌드위치 행성이라고 명명한 지금 같은 경우 (두꺼운 빵 사이에 얇은 햄이 낀 상태를 상상한 듯), 그리고 너무 붙은 나머지 서로 충돌하는 경우까지 여러 가지 경우의 수가 있을 수 있습니다. 이번 연구는 3개의 행성이 공전할 수 있는 가능성을 보여줬습니다.

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실제로 샌드위치 형태의 행성계가 흔하다면 앞으로 관측을 통해 완성된 모습도 발견할 수 있지 않을까 생각해 봅니다. 작아서 아직 발견하지 못한 샌드위치 행성들이 우주에 수없이 존재할지 모릅니다.

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과학자들은 지난 10년간 ALMA 같은 고성능 전파 망원경으로 원시 행성계 원반의 내부를 들여다보고 있습니다. 높은 해상도 덕분에 과학자들은 과거에는 몰랐던 행성 생성의 구체적인 과정을 알아내고 있습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-07-sandwich-discovery-explanation-planet-formation.html