[스페이스]아기별 나선팔에서 행성이 태어나다

국제 연구팀, 아기별 나선팔 구체적으로 확인

▲ALMA로 관측한 'Elias 2-27'. 왼쪽 사진을 처리한 오른쪽 사진에서 나선팔 모양을 보다 잘 확인할 수 있다.[사진제공=한국천문연구원]

[아시아경제 정종오 기자] 태초의 아기별에
나선팔 뻗어가고
행성이 태어나다
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아기별 나선팔에서 행성은 어떻게 탄생할까. 이 비밀을 풀 수 있는 실마리가 포착됐다.

최대의 관측기기인 아타카마 밀리미터·서브밀리미터 전파간섭계(이하 ALMA)를 이용해 아기별 원반에 형성된 소용돌이 형태의 나선팔 구조가 발견했다. 원반의 실제 나선팔을 확인함으로써 이곳에서 행성이 어떻게 형성되는가를 밝힐 수 있는 중요한 단서를 얻게 됐다.

연구팀은 ALMA로 'Elias 2-27'이라는 아기별 원반을 관측해 중심으로부터 약 70AU(1AU는 태양과 지구의 거리인 1억5000만㎞)에 형성된 저밀도 지역과 100~300AU 지역에 대칭적으로 뻗어 있는 나선팔 구조를 찾아냈다. 이는 원반의 실질적인 물리적 성질을 보여주는 밀리미터 전파 관측으로는 최초의 발견이다.

이제까지 가시광선과 같은 짧은 파장의 관측에서 나선팔 구조가 발견된 사례는 있었다. 짧은 파장은 원반의 겉부분만 볼 수 있는 산란광으로 원반의 더 깊은 구조를 들여다 볼 수 없는 한계가 있다. 이번 발견은 아기별 원반의 바깥 영역에서 이뤄지는 행성 형성 과정을 연구하는 데 중요한 단서를 제공하고 있다.

별은 차갑고 밀도가 높은 분자구름에서 중력 수축으로 탄생한다. 중력 수축으로 막 탄생한 별을 아기별이라 하는데 아기별들은 가스와 먼지로 이뤄진 원반을 가진다. 이 원반의 질량이 충분히 크면 중력 불안정으로 나선팔이 만들어지기도 한다. 이 공간에서 행성이 태어난다. 먼지 입자들이 뭉쳐 생성된 아기 행성들과 원반의 상호작용에 의해서도 이 같은 소용돌이 구조가 만들어진다.

한국천문연구원 권우진 박사가 속한 국제연구팀이 이번 연구를 수행했다. 권우진 박사는 "우리나라는 2013년부터 ALMA 사용이 가능하게 돼 이를 통해 구체적 연구 성과를 내고 있다"며 "앞으로 이번에 발견한 나선팔 구조의 형성 과정을 밝히기 위한 추가 ALMA 관측을 수행할 예정"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr