[스페이스]"별과 행성, 이렇게 만들어질까"

이정은 교수 연구팀, 별과 행성 탄생 비밀 실마리 찾아내

▲2016년 이미지에서 어두웠던 EC53(동그라미 부분)이 2017년 이미지에서는 밝아진 것을 확인할 수 있다.

[아시아경제 정종오 기자] 별빛이 쏟아지고
행성은 공전하고
그변화 지켜본다
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국내 연구팀이 별과 행성의 탄생 비밀을 풀 수 있는 실마리를 찾았다. 새로 태어나고 있는 '아기별'의 불규칙적 밝기 변화를 관측했다. 별 탄생 영역인 뱀자리에서 아기별인 'EC53'에 대해 1년 차이를 두고 관측한 결과 어두웠다가 밝아진 것을 확인했다.

2016년 2월과 올해 2월의 이미지에서 확연한 차이가 발생했다. 18개월 주기의 이 같은 밝기 변화는 EC53 주위를 돌고 있는 행성 때문에 일어나는 현상으로 추정된다.

이번 EC53의 특이한 밝기 변화는 이정은 경희대 우주과학과 교수팀이 처음으로 발견했다. 이 교수와 유현주 충남대 천문우주학과 대학원생이 많은 별들이 태어나고 있는 뱀자리 별 탄생 영역을 관측한 자료를 자세히 분석해 알아냈다.

이정은 교수는 "새로운 관측 자료에서 이전에는 보이지 않던 밝기 변화가 나타난 것을 보는 순간 뭔가 이상하다는 것을 직감했다"며 "이번 발견은 아기별과 행성들이 어떻게 만들어지는지 보여주는 새로운 창이 될 수 있는 특별한 현상"이라고 말했다.

이번 발견은 하와이에 있는 제임스 클럭 맥스웰 망원경(JCMT)으로 1년 반 동안 우리은하의 8개의 별 탄생 영역에서 새로 태어나고 있는 아기별의 밝기 변화를 관측하던 가운데 일어난 일이다.

별과 행성이 어떻게 배열돼 형성되고 있는지 이해하는데 매우 중요한 연구이다. 우리나라를 비롯해 캐나다, 중국, 대만, 영국, 일본의 천문학자들이 참여한 국제 공동 연구팀이 수행하고 있다.

이번 프로젝트의 책임연구원인 더그 존스턴 박사는 "EC53 별에서 밝기 변화가 생기고 있다는 것은 아기별이 주위 물질에 작용하는 중력을 변화시키고 있는 것으로 볼 수 있다"며 "이 현상이 18개월 주기로 나타난다는 것은 그 물체가 이 아기별의 주위를 매우 가까운 곳에서 돌고 있다고 볼 수 있고 그것은 만들어지고 있는 행성일 가능성이 크다"고 설명했다.

이번 관측은 3년 동안 이뤄질 계획이다. 연구팀은 EC53을 계속해 관측할 계획이다.
이 교수는 "이번 연구를 칠레에 있는 강력한 망원경인 알마(ALMA) 전파망원경을 이용한 연구를 결합하면 별이 탄생하는데 시간이 얼마나 걸리는지, 행성들이 별이 태어나는 도중에 만들어지는지 혹은 별이 태어난 이후에 만들어지는지 알아내는 새로운 방법을 얻을 수 있을 것"이라고 내다봤다.

그렉 헤르첵 중국 페킹대학 교수는 이번 발견의 의미를 남다르게 받아들이고 있다. 그는 "이번 발견은 전파천문학이 사진을 찍는 것에서 영상을 찍는 것으로 옮겨가는 터닝 포인트가 될 것"이라고 평가했다.

한편 JCMT는 하와이의 마우나케아에 있는 세계에서 가장 큰 서브 밀리미터 망원경이다. 이번 연구결과는 천체물리학저널 11월1일 온라인 판(http://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aa8c0a, 논문명: The JCMT Transient Survey: Detection of Submillimeter Variability in a Class I Protostar EC 53 in Serpens Main)에 실렸다.

◆별 탄생하는 과정은?

새로운 별들은 기체분자가 많이 모여 있는 곳에서 태어난다. 아기별이 만들어진 직후에는 기체와 먼지로 이뤄진 두터운 구름이 아기별을 둘러싸고 있다. 엄마 배속에서 양수에 둘러싸여 있는 아기와 같은 상태이다.

이 구름은 빠르게 납작한 원반으로 만들어지고 여기에서 행성들이 태어난다. 주위의 구름이 아기별에서 나오는 빛을 막고 있기 때문에 천문학자들은 그 구름을 관측해 안에서 태어나고 있는 아기별을 간접적으로 파악할 수 있다.

아기별 원반의 물질을 중력으로 끌어당겨 질량을 키운다. 이 과정에서 많은 에너지가 방출되기 때문에 주위의 먼지 구름이 뜨거워진다. 천문학자들은 JCMT와 같은 망원경으로 1 밀리미터보다 약간 짧은(서브 밀리미터) 파장의 빛의 밝기 변화를 관측해 안에서 자라고 있는 아기별을 연구한다.

▲하와이 마우나 키아 정상에 위치한 제임스 클럭 맥스웰 망원경(JCMT).[사진제공=William Montgomerie]

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr