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별 형성 영역 깊숙이서 쌍성계 만드는 원시별 생생하게 포착

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별 형성 영역 깊숙이서 쌍성계 만드는 원시별 생생하게 포착

2020.06.10 14:41
약 460광년 밖 뱀주인자리…태양 안팎 질량갖고 360년 주기 공전

약 460광년 밖 뱀주인자리…태양 안팎 질량갖고 360년 주기 공전

 


뱀주인자리의 별 형성 영역 IRAS 16293-2422
 
상단 박스는 원시별 B와 쌍성계 A1, A2를 확대한 것이며 하단 박스는 쌍성계만 확대한 것이다. [MPE; background: ESO/Digitized Sky Survey 2; Davide De Martin) 제공/ 재판매 및 DB 금지]

지구에서 약 460광년 떨어진 뱀주인자리 분자 구름 안별 형성 영역에서 초기 단계의 원시 별 두 개가 쌍성계를 형성하는 장면이 생생하게 포착돼 공개됐다.

 

쌍성계 원시별이 형성 초기 단계에서 궤도까지 파악된 것은 이번이 처음인 것으로 발표됐다.

 

독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소(MPE)는 마리아 호세 마우레이라 박사가 이끄는 국제 연구팀이 칠레 북부 아타카마 사막에 설치된 '아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체'(ALMA) 간섭계로 별 형성 영역 'IRAS 16293-2422'에서 원시 쌍성계를 관측한 결과를 10일 공개했다.

 

이곳은 지구 인근에서 가장 밝은 별 형성 영역 중 하나로 꼽혀 많은 관측이 진행돼 왔지만 초기 단계 원시 별을 둘러싼 물질에 가려져 있어 상세한 관측이 어려웠다.

 

연구팀은 ALMA 간섭계를 이용한 고해상도 전파 관측으로 이미 잘 알려진 원시별 B와 함께 A1, A2 두 개의 전파원이 분명하게 드러나는 결과를 얻었다.

 

논문 제1 저자인 마우레이라 박사는 "두 별은 복잡한 패턴을 보인 엄청난 양의 물질 깊숙이 박혀 있었다"면서 "이번 관측을 통해 가까이 있는 두 별의 위치를 확인하고 매우 작은 먼지원반에 둘러싸여 있다는 것을 확인했다"고 밝혔다.

 

연구팀은 이번 관측 결과를 국제 학술지 '천체물리학 저널'(The Astrophysical Journal)에 논문으로 제출해 게재 승인을 받았다.

 

연구팀에 따르면 A1은 태양에 약간 못 미치는 질량을 갖고 있으며, 화성과 목성 사이 소행성벨트 궤도의 지름 정도로 펼쳐진 먼지원반에 파묻혀 있다.

 

A2는 태양의 1.4배에 달하는 질량을 갖고있으며, 먼지원반도 토성 궤도 지름 정도로 A1 보다는 약간 더 큰 것으로 관측됐다.

 


원시 쌍성계와 태양계 비교
 
A1, A2 거리는 명왕성 궤도 지름, A1 주변 먼지원반은 화성과 목성 사이에 있는 소행성벨트 궤도 지름, A2는 토성 궤도의 지름 정도인 것으로 관측됐다. [MPE 제공/ 재판매 및 DB 금지]

특히 A2 먼지원반은 A1 먼지원반과 멀찌감치 떨어져 마주하고 있지만, 전체적인 먼지 구조의 방향과는 비스듬하게 형성돼 있어 상당히 혼란한 형성 역사를 가졌음을 보여주는 것으로 지적됐다.

 

연구팀은 직접적인 이미지 이외에 쌍성계 주변의 고밀도 영역을 파악할 수 있는 유기분자 분광선 관측을 통해 별 주변 가스의 움직임을 파악했으며, 이를 통해 질량을 측정하고 A1과 A2가 서로 연결된 쌍성계라는 것을 확인했다.

 

연구팀은 또 최근 30년간 수집된 자료와 이번에 관측된 결과를 종합해 A1과 A2가 명왕성 궤도의 지름 정도 거리를 두고 서로를 360년 주기로 공전하고 있는 것으로 분석했다.

 

논문 공동저자인 MPE의 하이메 피네다 박사는 "이번처럼 형성 초기 단계에 있는 쌍성계 별의 전체 궤도까지 파악한 것은 처음"이라고 지적했다.

 

파올라 카셀리 MPE 소장은 "이번 관측 결과로 마침내 가장 깊은 곳에 박혀있는 초기 원시별 항성계 중 하나를 속속들이 파악해 역동적 구조와 복잡한 형태를 밝혀낼 수 있었다"고 평가했다.

 

/연합뉴스

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