막심해(莫心海)
【정견망】
스페이스닷컴(Space.com)은 2025년 8월 29일, 제임스 웹 우주 망원경(JWST)을 이용하여 천문학자들이 신생 별 주위에서 독특한 가스와 먼지 원반을 발견했다고 보도했다. 원시 행성 원반의 화학적 조성은 매우 특이하며, 지구와 같은 암석 행성이 형성될 것으로 예상되는 지역에서 이산화탄소 농도가 비정상적으로 높고 물의 양은 적다. 이는 현재 행성 형성 모델에 의문을 제기할 수 있다.
웹 망원경이 연구한 원시 행성 원반은 지구에서 약 5,550광년 떨어진 광활한 별 형성 영역 NGC 6357에 위치한 신생 별 XUE 10 주위를 공전한다. 이번 새로운 발견은 극자외선 환경(XUE) 협력 연구팀이 이루어냈다. 이 연구팀은 강렬한 복사선이 원시행성 원반의 화학적 특성에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 데 주력하고 있다.
스웨덴 스톡홀름 대학교의 XUE 협력 연구원인 제니 프레디아니는 성명을 통해 “주로 수증기로 구성된 근처 행성 형성 원반들과 달리, 이 원반은 놀랍게도 이산화탄소가 풍부합니다.”라고 밝혔다.
“사실, 이 행성계에서는 물이 거의 감지되지 않을 정도로 희소합니다. 우리가 일반적으로 관찰하는 것과는 극명한 대조를 이룹니다.”라고 프레디아니는 덧붙였다. “이는 원반의 화학 반응과 진화에 대한 현재의 모델에 도전입니다. 물 대비 이산화탄소의 높은 함량은 표준 원반 진화 과정으로는 설명이 어렵기 때문입니다.”
높은 밀도의 가스 덩어리가 거대한 가스와 먼지 구름 속에 모이면 결국 붕괴하여 별을 형성한다. 남은 물질은 아직 성장 중인 원시별 주위를 맴돌며 점차 평평해지고, 결국 행성이 탄생하는 원시행성 원반을 형성한다.
현재 과학자들은 물이 풍부한 “돌멩이”가 원시행성 원반의 차가운 바깥쪽 영역에서 따뜻한 안쪽 영역으로 이동하면서 행성이 생긴다고 믿고 있다. 이러한 높은 온도는 고체 얼음이 바로 기체로 변환되는 과정을 유발하는데, 이 과정을 승화라 한다.
웹 우주 망원경(JWST)과 같은 망원경은 일반적으로 원시행성 원반에서 강한 수증기 흔적을 관찰한다. 그러나 XUE 10을 둘러싼 원반에서는 강한 이산화탄소 흔적이 관찰되었다.
“행성 형성 영역에서 이렇게 높은 수준의 이산화탄소가 검출된 것은 예상치 못한 일입니다.”라고 스톡홀름 대학교 연구원이자 XUE 협력 연구원인 아르얀 빅은 말한다. “이는 모항성이나 근처의 거대 항성에서 나오는 강렬한 자외선이 행성 원반의 화학적 구조를 변화시키고 있음을 시사합니다.”
제임스 웹 우주 망원경이 XUE 10과 그 원시행성 원반에 대해 연구진에게 제공한 놀라운 사실은 이것뿐만이 아니었다. 원반에서 얻은 데이터는 탄소 동위원소인 탄소-13과 산소 동위원소인 산소-17, 산소-18이 풍부한 이산화탄소 분자를 발견했다. 이러한 동위원소의 존재는 운석과 혜성 형성 과정에서 초기 태양계의 잔해에 특정 특이한 동위원소가 남아 있는 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.
“이번 연구는 거대 항성 형성 영역에서 흔히 볼 수 있는 극한의 복사 환경이 행성의 구성 요소를 어떻게 변화시킬 수 있는지 보여줍니다.”라고 독일 막스 플랑크 천문학 연구소의 연구팀장인 마리아-클라우디아 라미레스-타누스는 말했다. “대부분의 별, 그리고 잠재적으로 대부분의 행성이 이러한 영역에서 형성되기 때문에, 이러한 효과를 이해하는 것은 행성 대기의 다양성과 그 생명체 거주 가능성을 이해하는 데 매우 중요합니다.”
이 연구 결과는 금요일(8월 29일) ‘천문학 및 천체물리학 저널’에 게재되었다.
자료출처: https://www.space.com/astronomy/exoplanets/james-webb-space-telescope-spots-odd-planet-forming-disk-around-infant-star
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/298382