(New image from the James Webb Space Telescope spectroscopic survey of NGC1333. Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana)
(Wide field view mosaic of NGC1333 with three of the newly discovered objects (NN1, NN2, NN3) indicated by green markers. Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana)
행성이라고 해서 반드시 별 주변을 공전하는지는 않습니다. 물론 이렇게 혼자 있는 별은 관측이 어렵지만, 과학자들은 어떤 별 주변도 공전하지 않고 우주를 떠돌아 다니는 떠돌이 행성 (rogue planet)을 이미 여럿 발견했습니다. 하지만 이들이 어떤 경로를 거쳐 형성되는지에 대해서는 확실히 몰랐습니다.
존스 홉킨스 대학의 천체물리학자인 아담 랑지벨드 (Adam Langeveld, an astrophysicist at Johns Hopkins University)가 이끄는 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경을 이용해 지구에서 1000광년 정도 떨어진 위치에 있는 가스 성운인 NGC 1333에서 목성보다 큰 행성이 생성 중인 과정을 연구했습니다.
이 가스 성운에서는 새로운 별이 생성 중인데, 사실은 별보다 더 작은 천체인 갈색왜성이나 행성급의 천체 역시 생성되는 모습을 확인할 수 있습니다. 가스와 먼지가 뭉치는 과정에서 질량이 크면 별이 되고 아니면 갈색왜성 혹은 행성급 천체가 되는 것입니다.
이는 쉽게 예측할 수 있는 일이기는 하지만, 제임스 웹 우주 망원경 같이 강력한 망원경이 나오기 전까지는 이를 직접 관측을 통해 입증하기 어려웠습니다. 연구팀은 이번 관측에서 6개의 행성급 천체가 가스 성운 안에서 생성된 것을 확인했습니다. 이들의 질량은 목성의 5-10배 정도였습니다. 다만 제임스 웹 우주 망원경의 관측 능력으로도 목성 질량의 5배 이하 행성은 확인이 힘들기 때문에 사실 이보다 더 낮은 질량을 가진 행성급 천체가 더 많이 존재할 가능성은 배제할 수 없습니다.
과학자들은 떠돌이 행성이 본래 다른 행성계의 일부였다가 다른 별이나 행성의 중력 간섭에 의해 튕겨져 나간 것이거나 아니면 아예 처음부터 혼자 태어난 떠돌이 행성이었을 것으로 보고 있습니다. 이번 연구는 후자의 경우가 상당히 많을 것임을 보여주고 있습니다.
또 한 가지 흥미로운 대목은 이런 거대 가스 행성급 떠돌이 행성이 목성처럼 자신만의 미니 행성계를 지니고 있을 가능성 입니다. 목성보다 더 큰 가스 행성이라면 주변에 상당한 양의 가스와 먼지를 지니고 있을 가능성이 높고 이들 가운데는 행성급 위성으로 발전하는 사례도 있을 것입니다. 그리고 목성의 위성 유로파나 토성의 위성 엔셀라두스처럼 어쩌면 생명체가 살 수 있는 바다를 품고 있을 가능성도 있습니다. 어쩌면 이런 숨은 행성이 태양계 가까운 곳에 존재할지도 모릅니다.
참고
https://phys.org/news/2024-08-rogue-worlds-webb-telescope-star.html
The JWST/NIRISS Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets, The Astronomical Journal (2024). DOI: 10.3847/1538-3881/ad6f0c
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