천문학자들은 NASA(미항공우주국)의 허블우주망원경을 통해 젊은 별인 HR4796A를 감싸고 있는 거대하고 복잡한 먼지층을 발견했다. 이 먼지층은 약 2400억Km의 거대한 구조를 이루고 있다.

허블우주망원경이 찍은 사진을 살펴보면 HR4796A를 감싸고 있는 밝고 작은 링형태의 먼지(데브리 링, debris ring)을 찾을 수 있다. 이 링은 실제 관측된 바는 없지만 HR4796A의 주위를 공전하는 것으로 예측되는 거대 행성의 중력적 작용에 의해 생성되었을 것으로 보인다.

HR4796A는 태어난지 800만년정도 된 매우 어린 별로 그 주변에는 행성들이 만들어지고 있는 것으로 보여진다. 행성계가 형성되는데에는 주변의 거대한 먼지구조가 지대한 영향을 미치는 것으로 추측된다.

먼지구조물 속의 작은 먼지들은 별 주변의 미행성(행성 전단계)의 충돌로 인해 발생하였을 가능성이 높다. 그 증거가 별 주변 126억Km지점에 형성된 데브리 링이다. 데브리 링이 이렇게 멀리 떨어져서 형성된 이유는 우리 태양의 23배에 달하는 별의 항성풍이 먼지들을 멀리까지 날려버렸기 때문이다.

이번에 발견된 거대 먼지구조는 상당히 역동적이다. 데브리 링 외에도 거대한 보우 쇼크(bow shock, 활모양의 충격파)를 가지고 있다. 보우 쇼크는 강한 충격을 받아 찌그러진 도넛과 비슷한 형태로 생겼다. 시선 방향에서 비스듬히 보여 확인하기 쉽진 않지만, 방향이 틀어져있음을 가만하더라도 한쪽으로 상당히 크게 확장되어 있고 반대쪽 한면은 찌그러진 형태(truncation)를 보인다.

그 이유는 HR4796A가 성간물질을 통과하고 있기 때문으로 추측된다. 다른 추측도 가능하다. 약 87억Km떨어진 동반성 HR4796B의 기조력에 의해 발생한다는 것이다.

이번 연구는 아주 정밀하여 허블우주망원경으로만 수행이 가능하였고 아리조나대학의 그렌 슈나이더(Glenn Schneider) 교수에 의해 이루어졌다. 그렌 슈나이더 교수는 "별 주변의 많은 먼지들이 데브리 링과 내부 시스템에 얼마나 역동적으로 상호작용하는지 보여주는 대표적인 증거"라고 말했다.

그렌 슈나이더 교수는 성간물질과 동반성의 중력이 이 "외부 물질 시스템(exeplanetary debris system, 별 외부 먼지구조물)"에 영향을 미치기 때문에 고립된 것으로 볼 수 없으며, 이 구조물이 가진 극심한 모형은 다양한 종류의 힘이 작용하였기 때문이라고 전했다.

별 주위의 데브리 링과 먼지층에 대한 최초의 관측은 NASA의 적외선 위성에 의해 1983년 처음으로 이루어졌다. 이후 사진 기술의 발달로 허블우주망원경을 통해 우리는 더 많은 데브리 링과 먼지층에 대해 알아낼 수 있었고, 이러한 구조가 별 주변에 예상보다 흔할 것으로 생각된다. 현재까지 약 40여개의 별을 감싼 먼지구조가 발견되었다.

이 연구를 수행한 슈나이더의 논문은 2018년 2월 천문저널에 실려 발표되었다.

출처 : NASA

스페이스타임즈 가두연 기자 omnip@sllab.co.kr 가두연 기자의 기사 더보기

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