젊은 별 주변의 먼지와 가스로 된 원시행성계 원반에서 만들어지는 행성이 50만년 이내에, 우주 시간으로 따지면 눈 깜짝할 사이에 만들어진다는 관측 결과가 나왔다.

이는 100만년 이상 된 '성숙한' 원시행성계 원반들이 행성을 만들기에는 턱없이 부족한 질량을 가져 과학자들을 당혹스럽게 한 수수께끼를 풀어주는 결과로 받아들여지고 있다.

네덜란드 대학 천문학연구기구 모임인 '네덜란드천문연구학회'(NOVA)에 따르면 레이덴천문대 박사과정 연구원 우카쉬 티호니엑이 이끄는 연구팀은 지구에서 약 1천광년 떨어진 별 형성 영역인 '페르세우스 분자구름' 내 원시별 77개를 관측해 이런 결과를 발표했다.

▲ 원시별과 주변의 원시행성계 원반 상상도

이 별들은 생성된 지 약 10만~50만년밖에 안 된 천체로 약 45억년이 된 태양을 인간 나이 45세로 봤을 때 생후 이틀이 채 안 된 상태다.

연구팀은 칠레 북부 사막에 설치된 '아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체'(ALMA)와 미국 뉴멕시코주의 '칼 G. 잰스키 초대형 배열'(VLA) 등 고성능 전파망원경을 이용해 이들 별의 원반 내 먼지 알갱이가 내뿜는 빛을 관측해 질량을 측정했다.

그 결과, 원시행성계 원반의 질량이 대형 행성들을 만들 정도로 충분했으며 100만~200만년 된 원반에서 측정된 것보다 10배가량 많은 것으로 나타났다.

특히, 현재까지 알려진 2천여개 이상의 외계 행성계 질량과 비교했을 때 이런 행성계를 구성하는데 아무런 문제가 없는 양이라는 점을 확인했다.

이는 최근 ALMA 이용한 원시행성 원반 질량 측정에서 약 100만~300만년 된 이른바 '성숙한' 원반의 질량이 행성계 구성은커녕 대형 행성 하나 만들기에도 부족한 것으로 드러나면서 제기돼 온 수수께끼에 해답을 던져주는 것이다.

티호니엑은 "부족한 질량을 찾으려 하기 보다는 그 이전을 들여다볼 필요가 있다"고 했다.

티오니엑은 관련 논문을 정식출간 전 논문을 수록하는 온라인 저널인 '아카이브'(arXiv.org)를 통해 발표했으며, 국제학술지 '천문학 및 천체물리학'(Astronomy & Astrophysics)에 정식으로 실릴 예정이다.

논문 공동저자인 레이덴 천문대의 알렉스 크리들란드 박사는 태양계 나이로 따졌을 때 행성이 3~7일 사이에 형성되는 것으로 수십년간 생각해 왔다면서 이는 큰 차이가 없는 것처럼 들리지만 "행성 형성 시점이 더 앞당겨짐으로써 행성 탄생 환경을 다시 생각해야 하게 됐다"고 설명했다.

그는 "이번 발견이 갖는 의미는 심오하다"면서 별의 일생에서 처음 '며칠' 사이에 많은 일이 일어난 셈이라고 했다.

NOVA도 보도자료를 통해 "이번 관측 결과는 외계행성이나 태양계의 형성과정을 더 잘 이해할 수 있는 새로운 행성 형성 모델의 개발을 촉진할 것"이라고 했다.

그러나 미국 항공우주국(NASA) 천체물리학자 메간 안스델 박사는 '사이언스 매거진'과의 회견에서 티호니엑 연구팀이 ALMA와 VLA를 이용해 많은 원시별을 관측해 얻은 결론이라는 점은 인정하면서도 페르세우스 분자구름내 원시별만을 대상으로 결론을 내린 것에는 한계가 있다고 지적했다.
<연합>

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