막심해
【정견뉴스】
스카이 앤 텔레스코프 웹사이트(skyandtelescope.org)에 2025년 7월 23일 보도에 따르면, 웹 망원경은 관측 기록에 또 하나의 인상적인 “최초”를 추가했다. 바로 갓 태어난 태양계입니다. 이번 관측 대상인 HOPS-315는 지구에서 약 1,300광년 떨어진 오리온 성운에 위치하며, 먼지와 가스 구름 속에서 갓 태어난 어린 별이다.
네덜란드 라이덴 천문대의 멜리사 맥클루어가 이끄는 연구팀은 웹 망원경과 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 전파망원경(ALMA)을 이용해 갓 태어난 행성을 관측하여 따뜻한 일산화규소(SiO2) 가스와 이 물질이 풍부한 고체 입자를 발견했다. 이 발견은 우리 태양계가 형성될 당시 뜨거운 가스가 식고 응축되어 규산염 광물을 형성하고, 결국 암석 행성을 형성하는 초기 행성 형성 과정을 암시한다.
HOPS-315는 아직 태양 질량에 도달하려면 백만 년이 더 걸리기 때문에, 이 항성계의 젊은 나이는 별의 초기 행성 형성을 연구하기에 훌륭한 실험실이 된다.
연구진은 웹 우주 망원경(JWST)을 사용해 HOPS-315의 적외선 스펙트럼을 측정했다. 다양한 분자가 특정 파장의 빛을 흡수하여 스펙트럼에 딥(dip)을 형성하는데, 이러한 스펙트럼을 흡수 스펙트럼이라고 합니다. 천문학자들은 흡수 스펙트럼을 관측하여 HOPS-315 주변 물질의 구성에 대해 알아낼 수 있다.
스피처 망원경이 이전에 관측한 이 성계의 스펙트럼은 뜨거운 암석 물질의 흔적을 보여주었지만, 해상도가 실리카 가스를 보여주기에는 충분하지 않았다고 맥클루어는 말했다. 네이처(Nature)에 발표된 웹 망원경 관측 결과에 따르면, 흡수선은 별 근처의 뜨거운 실리카 가스와 결정화된 규산염 입자에서 나온 것이다. 또한 원반 중앙의 온도가 1200K(화씨 1700도)을 초과하여 규산염 암석을 기화시킬 만큼 뜨겁다는 것을 발견했다. 원반이 식으면서 이 물질은 행성을 형성하는 입자로 정착할 것이다.
HOPS-315는 또한 갓 태어난 별에서 분출된 제트를 관측할 수 있도록 정렬되어 있다. 흡수선의 모양은 흡수 물질이 별에 얼마나 가까운지에 따라 달라지기 때문에, 연구팀은 일산화규소 가스가 강착 원반 근처에서 소용돌이치는 것으로 추정했다. 이는 지구가 태양을 공전하는 거리(1 천문 단위, AU)와 거의 같다.
연구진은 밀리미터 파장의 ALMA를 사용하여 별에서 10배 더 먼 제트에서 더 많은 일산화규소 가스를 감지했다. 이 데이터는 원반의 일산화규소 가스가 별에 더 가깝고 제트의 일부가 아니라는 것을 확인했다.
HOPS-315와 그 직경 35AU의 원반은 우리 태양계와 놀라울 정도로 닮았다. 맥클루어는 “이 별은 태양만큼 거대해지고 있습니다.”라고 말하며, “원반의 질량과 반지름은 비슷한 나이의 태양 원반과 거의 같습니다.”라고 덧붙였다.
이 체계는 지구형 행성이 어떻게 그리고 어디에서 형성되는지에 대한 논쟁을 해결하는 데 도움이 될 것이다. 이러한 행성은 별에서 멀리 떨어진 곳, 즉 물이 얼 정도로 차가운 곳에서 형성될 수도 있고, 별에서 더 가까운 곳, 즉 일산화규소 가스가 존재하는 곳에서 형성될 수도 있다. HOPS-315의 관측 결과는 이 뜨거운 물질이 실제로 별 근처에서 가스에서 암석으로 응축된다는 것을 확인시켜 준다.
맥클루어는 “우리의 결과는 태양계 1AU 이내 영역에 대한 물리적 제약 조건을 제공하며, 이를 통해 사람들이 이러한 이론을 검증할 수 있습니다.”라고 말했다.
맥클루어는 행성이 형성되기 시작하는 곳을 확인하기 위해 이 체계를 계속 연구하기를 희망했다. “또한 HOPS-315와 같은 다른 원시별을 연구하여 이러한 단계가 모든 원시행성 원반에 실제로 존재하는지 파악하고 있습니다.”라고 맥클루어는 말했다. 우리 태양계는 은하계의 다른 곳에서 발견된 대부분의 외계 행성계와는 외형이 다르다. 추가 연구를 통해 이러한 단계가 다른 별 주변에서 얼마나 오래 지속되는지 확인할 수도 있을 것이다.
자료출처: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/webb-space-telescope-spies-baby-planetary-system/
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/297900