우주 이야기 1574 - 허블 우주 망원경이 포착한 포말하우트의 미행성 충돌

 (This artist's concept shows the violent collision of two massive objects in orbit around the star Fomalhaut. Credit: NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI))

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(This artist's concept shows the sequence of events leading up to the creation of dust cloud cs2 around the star Fomalhaut. In Panel 1, the star Fomalhaut appears in the top left corner. Two white dots, located in the bottom right corner, represent the two massive objects in orbit around Fomalhaut. In Panel 2, the objects approach each other. Panel 3 shows the violent collision of these two objects. In Panel 4, the resulting dust cloud cs2 becomes visible and starlight pushes the dust grains away from the star. Credit: NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI))

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(This composite Hubble Space Telescope image shows the debris ring and dust clouds cs1 and cs2 around the star Fomalhaut. For comparison, dust cloud cs1, imaged in 2012, is pictured with dust cloud cs2, imaged in 2023. The dashed circles mark the location of these clouds. When dust cloud cs2 suddenly appeared, astronomers quickly realized they had witnessed the violent collision of two massive objects. Previously thought to be a planet, cs1 is now classified as a similar debris cloud. In this image, Fomalhaut itself is masked out to allow the fainter features to be seen. Its location is marked by the white star. Credit: NASA, ESA, Paul Kalas (UC Berkeley))

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허블 우주 망원경이 포말하우트 (Fomalhaut, 남쪽 물고기자리 알파) 주변에서 미행성 (planetesimal) 간의 충돌로 생각되는 현상을 발견했습니다. 포말하우트는 밤하늘에서 밝게 빛나는 별로 지구에서 25광년 떨어진 젊은 별로 주변에는 아직 행성이 형성되는 것으로 보이는 먼지 디스크가 존재합니다.

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과학자들은 허블 우주 망원경을 이용해서 2008년 포말하우트 b라는 행성을 찾아냈습니다. 하지만 추가 관측에서 포말하우트 b가 사라지면서 과학자들 사이에서 그 존재를 두고 논쟁이 벌어졌습니다.

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캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스의 폴 칼라스 (Paul Kalas, an astronomer at the University of California, Berkeley)와 여러 과학자들은 허블 우주 망원경을 다시 이용해 포말하우트 b의 존재를 확인하기 위해 연구하던 중 더 놀라운 사실을 발견했습니다.

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포말하우트 b는 발견 못했지만, 그 옆에 새로운 먼지 구름으로 보이는 cs1과 cs2를 포착했기 때문입니다. 이는 미행성 간의 충돌로 인한 것으로 보이며 사실 포말하우트 b의 정체도 이런 충돌로 인한 먼지 구름이거나 혹은 행성에 미행성이 충돌한 결과일 수 있습니다.

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(동영상)

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과학자들은 지름 100km 이하의 미행성 충돌이 태양계 초기에 흔했다고 보고 있습니다. 그리고 이런 충돌을 거쳐 원시 행성들이 탄생한 것으로 보고 있습니다. 그러나 이렇게 실제 충돌 장면을 포착한 것은 처음입니다. 이번 충돌은 지름 60km 정도의 미행성 간의 충돌로 생각됩니다.

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연구팀은 앞으로 제임스 웹 우주 망원경을 통해 포말하우트 주변을 상세히 관측할 계획입니다. 적외선 파장에서 먼지 구름을 뚫고 보기가 더 쉽기 때문에 더 많은 정보가 나올 것으로 기대하고 있습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-12-hubble-captures-rare-collision-nearby.html

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Paul Kalas et al, A second planetesimal collision in the Fomalhaut system, Science (2025). DOI: 10.1126/science.adu6266. www.science.org/doi/10.1126/science.adu6266