우주 이야기 1334 - 원시행성계 원반에서 포착된 물

 

(Artist's concept of PDS 70. Credit: ESA)

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지구의 물이 어디서 기원했는지는 과학자들 사이에서 논쟁이 많은 주제입니다. 수많은 가설들을 크게 나누면 혜성 같은 외부적 요인과 화산 활동 같은 지구 내부적 요인에 의한 물 공급으로 나눌 수 있습니다. 물론 둘 다 영향을 줄 수 있긴 한데, 서로 얼마나 기여 했는지를 두고 논쟁이 이어지고 있습니다.

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독일 막스플랑크 천문학 연구소의 줄리아 페로티 (Giulia Perotti of the Max Planck Institute for Astronomy (MPIA))가 이끄는 연구팀은 이미 많은 관측이 이뤄진 원시 행성계 원반 시스템인 PDS 70의 제임스 웹 우주 망원경 관측 데이터를 분석했습니다. 앞서 소개한 것처럼 이 어린 별은 적어도 두 개의 거대 가스 행성이 생성 중이며 그중에서 안쪽의 PDS 70b의 경우 라그랑주점에 궤도를 공유하는 다른 행성이 형성되고 있다는 증거가 있습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/223162143390

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연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능을 이용해서 이 행성보다 더 안쪽인 1억 6천만 km 궤도에 있는 원시 행성계 원반의 물질을 분석했습니다. 그리고 처음으로 암석 행성이 형성될 수 있는 위치에서 물의 존재를 확인했습니다.

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사실 이 위치는 액체나 고체 상태의 물이 살아남기 어려운 위치입니다. 강한 복사 에너지에 의해 증발한 후 우주 공간으로 흩어질 가능성이 높기 때문입니다. 이런 상황에서도 물이 살아남은 이유는 아마도 풍부한 먼지가 빛을 가려주기 때문으로 풀이됩니다. 그리고 먼지 디스크가 점점 뭉치면서 물도 함께 섞여 새로운 행성에 충분히 들어갔을 것입니다.

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이번 연구 결과는 지구 같은 암석 행성에서 물이 꼭 먼 곳에서 무작위로 다가오는 혜성에만 의존할 필요가 없다는 점을 시사하고 있습니다. 다만 모든 원시 행성계 원반이 비슷한 조건인지, 아니면 이것 역시 여러 가지 경우가 존재하는지는 앞으로 더 연구가 필요한 부분입니다.

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분명한 건 제임스 웹 우주 망원경의 활약을 통해 과학자들이 이전에는 들여다보지 못했던 곳까지 볼 수 있다는 것입니다. 앞으로 계속해서 비슷한 행성계를 들여다본다면 과학자들은 지구의 물이 어떻게 기원했고 생명체 존재 가능성이 있는 행성계는 어떤 특징을 지녔는지에 대해서 더 자세한 정보를 얻을 수 있을 것입니다.

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참고

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https://newatlas.com/space/first-water-found-earth-like-planet-forming-disc/

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https://en.wikipedia.org/wiki/PDS_70

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https://www.nature.com/articles/s41586-023-06317-9