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Dust and Planets around the Forming Stars
작성
한국항공우주연구원 김은혁 선임연구원
:
(
)
우리가 살고 있는 태양계가 어떻게 형
성 되었는가는 과학자뿐만 아니라 많은
사람들이 궁금해하는 것이다
그러나
이
.
,
미 태양계의 나이는 적어도
억년이므
45
로 과거로 돌아가서 태양계 형성의 순간
을 관찰할 수는 없다 다행이도 우주에는
.
수많은 별이 있고 또한 별 주위에는 많
은 수의 행성이 존재하고 있으므로 운이
좋다면 이제 막 생성되고 있는 행성을
관측할 수 있다 이러한 후보들은 그동안
.
많이 알려졌다 특히 적외선에 특화된 케
.
플러우주망원경을 이용한 관측결과는 우
주
좀 더 규모를 작게 해서 우리은하내
,
태양 근처 공간에도 정말로 많은 수의
행성이 있다는 것이다
케플러우주망원경을 이용한 행성 탐사의 내용은 필자의
월
.
4
일자 글
케플러우주망원경이 찾아낸 고대행성계
를 참고하기 바
11
,
, Kepler-444
⎡
⎦
란다.
케플러우주망원경을 이용하여 찾은 대부분의 행성은 이미 형성된 것들이다
행성
.
생성의 순간 관측은 여전히 난제로 남아있었으나
년 칠레의 사막에 설치된
2014
전파간섭계를 이용하여 원
ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array)
시별
주변의 관측을 통해서 행성 생성 순간이 확인되었다 그림
참조
이
HL Tau
(
1
).
발견을 가능하게 된 주요한 원인은
허블우주망원경보다 뛰어난
의 분해능
1)
ALMA
,
원시별 주변 먼지의 영향을 받지 않는 관측 주파수
의 크게 가
2)
(Sub-millimeter)
2
지이다
허블우주망원경 관측 자료 그림
에서 푸르게 보이는 지점 대부분 먼지 및
.
(
1)
(
가스로 뒤덮여 있어서 보통의 가시광선에서는 내부 구조를 확인할 수 없다 을
)
ALMA
를 이용하여 관측한 결과 사각형에서 보이는 것처럼 중앙의 원시별 이외에 원반이 보
이며 행성에 의한 중력 효과로 인해 원반 중간에 먼지 및 입자가 없는 구조
를
(gap)
그림
원시별
허블우주망원경과
1
HL TAu
ALMA
관측 자료 작은 사각형
(
)
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갖게 된다 위 관측 결과는 수치계산 결과와도 잘 일치해서 외부 행성계 생성에 관한
.
연구에서 매우 중요한 발견이라고 할 수 있다.
그림
칠레에 위치한
2
VLT (Very Large
를 이용하여 관측한 원시별
Telescope)
MWC 758
의 모습
그림
을 가정한 수치계산 결과 목성
3 MWC 758
.
질량의 배에 해당하는 행성의 위치를 표시하였
6
다.
원시별 주변에 있는 질량이 매우 큰 행성의 존재는 또 다른 방법으로 확인할 수
있다
년 남아메리카 칠레에 위치한 유럽우주국 산하 유럽남천문대의
. 2013
VLT(very
를 이용하여 관측된 원시별
의 모습이 그림 이다
중심
Large Telescope)
MWC 758
2
.
별의 밝기를 차폐하여 원시별 주변 원반이 잘 보이도록 하였다 앞에서
로 관
.
ALMA
측된
와 상당히 다른 모습으로서 원시별 주변 약
는 지구 태양
HL Tau
100AU (1AU
-
간 거리로서 약 억 천만 킬로미터임
정도의 크기를 갖는 나선팔이 있음을 확인할
1
5
)
수 있다 어떻게 이러한 나선팔이 생성되었는 지가 매우 궁금하였는 데 버클리 대학
.
,
과 프린스턴 대학의 연구진에 의해 질량이 태양과 비슷한 원시별 주변의 약 100AU
거리에 목성 질량의 배를 갖는 행성이 존재하는 경우 이 행성은 관측 자료에서는
6
(
보이지 않는다 를 가정하고 수치계산 한 것이 그림 이다
이들의 계산 결과는 관측
)
3
.
치와 너무나도 잘 일치하고 있다 나선팔이 발생하는 것은 행성의 중력에 의한 소위
.
밀도파
에 의한 것이다
밀도파에 관한 내용 역시 매우 복잡하여 본
(Density Wave)
.
글에서 다루는 것은 적절하지 않다 다만 우리 은하 평면에도 나선팔이 존재하고 이
.
,
들 역시 밀도파에 의해서 생성되었다고 생각되고 있다.
이들의 계산 결과에 의하면 원시별 근처의 다수의 먼지등에 의해서 행성의 존재가
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가려지나 나선팔 구조를 확인할 수 있다면 간접적으로 행성의 존재를 확인할 수 있는
것이다 이 발견은 원시별의 주변을 연구하여 행성 생성의 초기 단계에서 그 동안 감
.
추어졌던 많은 사실을 알아내는 데 있어서 중요한 업적이며 향 후 많은 수의 천체에
적용되어서 행성 생성 초기의 구체적인 모습을 확인하는 데 큰 도움을 줄 것으로 예
상된다.
이 글은 나사의 최신 뉴스 제공 웹페이지와
에 기고된 전문적 내
The Astrophysical Journal Letter
※
용의 기사에 기반하여 작성되었다.
