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지구가 달 만들듯 300광년 밖서 두 행성 충돌 증거 관측

송고시간2019-10-23 16:56

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10억년 이상 된 별의 온기 있는 먼지가 근거…적외선 밝기도 10% 증가

쌍성계 BD +20 307의 행성 간 충돌 상상도
쌍성계 BD +20 307의 행성 간 충돌 상상도

[NASA/SOFIA/L.쿡 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 달은 약 45억년 전 지구와 화성 크기의 행성이 충돌해 생긴 것으로 추정되고 있다.

지구에서 양자리 방향으로 약 300광년 떨어진 곳에서도 이와 비슷하게 두 외계행성이 충돌한 흔적이 관측됐는데, 10년 만에 이를 뒷받침하는 더 확실한 증거가 포착됐다.

미국항공우주국(NASA) 에임스연구센터에 따르면 카네기과학연구소(CIS) 천문학자 앨리시아 와인버거 박사가 이끄는 연구팀은 쌍성계 'BD +20 307'를 적외선 망원경으로 관측한 결과를 학술지 '천체물리학 저널(Astrophysical Journa)'에 발표했다.

연구팀은 NASA와 독일항공우주연구소(DLR)가 보잉 747기를 개조해 운영하는 '성층권적외선천문대(SOFIA)'의 106인치(269.24㎝) 망원경에 장착된 특수 적외선 카메라인 '포캐스트(FORCAST)'를 이용해 온기가 있는 먼지를 관측했다.

BD +20 307의 두 별은 적어도 10억년 이상 된 성숙한 별로 주변의 먼지들은 차갑게 식었을 것이라는 예상과 달리 온기를 갖고 있다.

이런 현상은 10년 전 지상 망원경과 NASA의 스피처 우주망원경으로 처음 관측돼 행성 간 충돌이 비교적 최근에 있었을 것이라는 추정의 근거가 됐다.

연구팀은 SOFIA 포캐스트를 이용한 관측에서 BD +20 307 주변 먼지의 적외선 밝기가 10% 이상 증가한 것을 확인했다. 이는 온기를 가진 먼지가 더 많아졌다는 것을 의미하는 것으로, 최근에 암석형 행성 간 충돌이 있었음을 뒷받침하는 것으로 해석됐다.

온기가 있는 먼지는 젊은 별 주변에서나 관측되며, 태양이나 BD +20 307의 두 별처럼 성숙한 별 주변의 먼지는 별의 진화 과정에서 먼지 입자가 더 작아져 멀리 날아가거나 별에 흡수돼 진작에 사라지는 것이 정상이다.

별 주변의 먼지가 적외선 상에서 더 밝게 빛나는 것은 별로부터 열을 더 흡수하거나 별에 더 다가설 때 등 여러 가지 가능성이 있으나 이는 불과 10년 사이에 달라질 수 있는 것들은 아닌 것으로 분석됐다.

보잉 747기를 개조한 성층권적외선천문대 SOFIA
보잉 747기를 개조한 성층권적외선천문대 SOFIA

[ NASA/J.로스 제공]

반면 행성 충돌로 대량의 먼지가 급속하게 만들어졌다면 이런 현상이 가능해 두 외계행성 간의 충돌을 입증하는 증거로 받아들여졌다.

와인버거 박사는 "BD +20 307는 행성계 역사에서 최근에 발생한 충돌에 관해 연구할 드문 기회"라면서 "SOFIA는 불과 몇 년 사이의 변화를 보여줬다"고 했다.

논문 제1저자인 샌타크루즈 캘리포니아대학(UC 샌타크루즈) 박사과정 대학원생 매기 톰슨은 "BD +20 307 주변의 온기를 가진 먼지는 암석형 행성 간의 재앙적 충돌이 어떤 것인지를 들여다볼 기회를 제공해 주고 있다"면서 "이런 극단적인 충돌 뒤 행성계가 궁극적으로 어떻게 변화해 가는지를 탐구해 나갈 것"이라고 했다.

eomns@yna.co.kr

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