젊은 별 주변의 먼지와 가스로 된 원시행성 원반에서 행성이 형성되는 것으로 추정되는 선명한 장면이 포착돼 공개됐다. 이는 행성 탄생의 직접적인 첫 증거가 될 것으로 제시됐다.

유럽남방천문대(ESO)에 따르면 프랑스 PSL대학 파리천문대의 앙토니 보칼레티 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 520광년 떨어진 마차부자리의 젊은별 '마차부자리 AB(AB Aurigae) 주변에서 행성이 형성되는 것으로 보이는 장면을 관측해 학술지 '천문학 및 천체물리학'(Astronomy & Astrophysics)에 발표했다.

▲ 520광년 밖 젊은 별 주변의 행성 탄생 현장.VLT 스피어로 포착한 '마차부자리 AB' 주변의 원시행성 원반 이미지. 중앙이 밝은 황색 부분이 행성이 형성되는 곳으로 추정됐다.

ESO의 '초거대망원경'(VLT)에 장착된 분광-편광 특수카메라인 '스피어'(SPHERE)로 잡은 이미지에는 나선팔이 연결된 부분이 선명하게 드러나 있다. 이 부분에서 행성이 형성되는 것으로 추정되는데 이처럼 분명한 이미지가 포착된 것은 이번이 처음으로 행성 형성 과정에 대한 이해를 넓히는데 중요한 단서를 제공해 줄 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 "호수에 배가 지나가며 항적을 남기는 것처럼 (원시행성 원반 내에서 형성되는) 행성의 존재는 가스를 밀어내며 파장을 일으키고 별 주변을 돌면서 나선팔 형태를 만들게 된다"고 설명했다.

스피어가 잡은 이미지 중앙의 밝은 황색 부분이 나선팔 "접점"(twist)으로 행성이 만들어지는 곳으로 추정되며, 마차부자리 AB에서는 태양에서 해왕성 거리만큼 떨어져 있는 것으로 발표됐다.

연구팀은 "지금까지 4천여개의 외계행성이 발견됐지만 이들이 어떻게 형성되는지는 알려진 것이 많지 않다"면서 행성이 형성되는 순간을 포착하려면 아주 젊은 별을 관측해야 하는데 행성이 형성되는 곳으로 추정되는 나선팔 접점이 드러날 만큼 선명한 관측이 이뤄지지 않았다고 설명했다.

마차부자리 AB 별 주변에서 행성이 형성되고 있다는 점은 몇 년 전 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 전파망원경 배열인 '아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터집합체'(ALMA)를 통해 처음으로 제시됐다.

천문학자들은 당시 ALMA 이미지에서 별 주변의 원반 안쪽에서 두 개의 나선팔을 찾아냈다. 보칼레티 박사 연구팀은 VLT 스피어 이미지를 통해 두 개의 나선팔 존재를 확인하는데 더해 서로 교차하고 있는 것까지 확인했다.

행성 형성 이론 모델에서는 행성 궤도의 안과 밖으로 향하는 두 개의 소용돌이가 만나는 지점에 행성이 존재하며, 이를 통해 원시행성 원반에서 가스와 먼지를 흡수하며 행성의 덩치를 키우는 것으로 돼 있다.

ESO는 현재 세계 최대의 광학망원경인 구경 39ｍ짜리 극대망원경(ELT)을 건설 중인데, 이를 이용하면 행성형성 과정을 더 자세히 관측할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

보칼레티 박사는 "(ELT가 가동되면) 행성 형성과정에서 가스가 정확히 어떤 기여를 하는지를 직접 관측할 수 있게 될 것"이라고 했다.

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