[아하! 우주] 엄마 몸 속에서 자라듯…태아처럼 크는 아기 행성 포착

과학자들은 오랜 세월 행성이 별 주변에 있는 가스와 먼지 디스크에서 생성된다고 생각했다. 다만 생성 중인 행성 대부분이 지구에서 멀리 떨어져 있고 일반적으로 가스와 먼지에 가려져 있어 실제 관측은 매우 어려웠다. 그러나 최근 과학자들은 최첨단 관측 기기와 고성능 망원경을 통해 과학자들은 기존의 관측 한계를 극복하고 행성 탄생의 비밀을 풀어가고 있다. 그 선두에 있는 망원경이 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)이다.

ALMA는 칠레의 고산 지대에 건설된 거대 전파 망원경 집합체로 66개의 대형 안테나가 하나의 거대한 전파 망원경처럼 작동해 먼 우주를 관측한다. 이름처럼 밀리미터 및 서브 밀리미터 파장(구체적으로 0.3-9.6mm)을 관측하는데, 가스나 먼지가 많은 조건에서는 이렇게 파장이 긴 쪽이 광학 망원경보다 더 유리하다. 예를 들어 가스 성운 안쪽에서 생긴 아기 별과 그 주변 환경을 관측하는 일은 광학 망원경보다 ALMA 같은 전파 망원경이 훨씬 유리하다.

호주 모나쉬 대학의 크리스토프 핀트 박사와 그 동료들은 ALMA를 이용해 태어난 지 얼마 안 된 아기 별인 HD97048 주변에 생성 중인 원시 행성이 있다는 증거를 발견했다. 물론 아무리 ALMA의 분해능이 뛰어나도 지구에서 멀리 떨어진 행성을 직접 관측하기는 어렵지만, 이 행성의 중력에 의해 주변 가스 디스크가 변형되는 것을 관측하는 일은 가능하다. (사진)

연구팀은 이론적 모델을 통해 가스와 먼지 디스크에서 생성 중인 원시 행성의 중력이 이런 독특한 형태를 설명할 수 있는 가장 타당한 가설이라는 점을 입증했다. 흐르는 시냇물 중간에 있는 바위처럼, 디스크 중간의 행성은 가스와 먼지의 흐름을 변형시킨다. 이 행성은 목성 질량의 2-3배 정도 크기로 현재 주변에서 가스와 먼지를 흡수하면서 성장하고 있다. ALMA의 관측 이미지는 어머니 몸속에서 자라고 있는 작은 태아의 모습을 연상하게 만든다.

이렇게 생성 중인 행성의 모습을 관측한 경우는 아직 손으로 셀 정도로 드물다. ALMA는 같은 방법으로 2015년에 다른 원시 행성을 발견한 후 이번에 두 번째 원시 행성을 발견했다. 이 원시 행성들은 목성형 가스 행성의 생성 비밀을 풀 단서를 지니고 있기 때문에 앞으로 중요한 관측 대상이 될 것으로 보인다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com