[스페이스]작은 질량 쌍성 "난류에서 태어난다"

이정은 경희대 우주과학과 교수팀, 그 비밀 밝혀내

▲알마로 촬영한 IRAS 04191+1523.[사진제공=ALMA]

[아시아경제 정종오 기자] 저먼곳의 두개별
가스먼지 구름의
난류에서 태어나
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질량이 아주 작은 쌍성 탄생의 비밀이 밝혀졌다. 이정은 경희대학교 우주과학과 교수 연구팀은 전파간섭계망원경인 '알마'를 이용해 쌍성이 난류에 의해 태어나는 것을 증명했다. 연구 논문은 국제학술지인 'Nature Astronomy' 6월30일자에 실렸다.

세계 최대 전파간섭계망원경인 알마(ALMA, Atacama Large Milimeter/submilimeter Array)를 이용했다. 연구팀은 멀리 떨어진 원시쌍성 중에서도 질량이 매우 작은 원시쌍성을 관측했다. 회전축이 엇갈려 있었다. 어긋난 회전축은 서로 멀리 떨어진 원시쌍성이 난류에 의해 생성된 두 개의 작은 성운에서 태어났음을 보여준다. 연구팀은 이를 통해 질량이 매우 작고 서로 먼 거리에 있는 쌍성도 일반 쌍성처럼 난류에서 태어난다는 사실을 확인했다.

별은 우주 공간의 성운에서 태어난다. 가스와 먼지 등이 구름처럼 모여 있는 곳이다. 성운 내부의 중력이 가스와 먼지를 뭉치게 한다. 중심에 별이 탄생한다. 남아 있던 가스와 먼지는 평평한 원반을 형성하고 이 원반에서 행성이 만들어진다.

연구팀은 ALMA를 사용해 갓 태어나고 있는 원시쌍성인 'IRAS 04191+1523'을 관측했다. IRAS 04191+1523에서 두 원시별 간 거리는 해왕성과 태양 사이의 약 30배 정도로 멀다. 이들의 나이는 50만 년보다 훨씬 젊은 것으로 추정됐다. 쌍성 형성의 초기 단계를 조사하기에 적합했다.

ALMA는 지름 12m의 안테나 66대를 병합해 하나의 거대한 안테나처럼 운용하는 지상최대의 전파간섭계 망원경이다. 해발 5000m 높이의 칠레 아타카마 사막에 있다.

▲이정은 교수

연구팀이 IRAS 04191+1523 두 원반의 일산화탄소 분자의 신호를 분석해 회전 속도를 확인해본 결과 두 원시성의 질량이 태양 질량의 약 10%로 매우 작았다. 또 원시성 주위의 두 원반이 같은 평면에 위치하지 않는다는 점을 알아냈다. 원반의 회전축 사이의 각도는 77도였다.

이 교수는 "이 쌍성은 같은 원반에서 생겨나 떨어져나간 게 아니라 성운의 분열로 인해 형성된 것으로 보인다"며 "쌍성이 한 원반에서 형성되면 두 별의 축이 같고 이 같은 정렬은 쌍성의 간격이 멀어져도 상당한 시간동안 유지된다"고 설명했다. 이 교수는 "매우 젊은 IRAS 04191+1523에서 회전축이 정렬돼 있지 않음은 쌍성이 원반의 분열로 만들어져 현재의 거리까지 멀어진 것은 아님을 의미한다"고 강조했다.

이번 연구는 질량이 작은 별이나 갈색왜성이 어떻게 형성되는지 이해하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 이 교수는 질량이 매우 작은 부분까지 이론적으로 다가갈 수 있는 계기가 될 것이라고 덧붙였다.

한편 이번 연구는 이 교수(제1저자와 교신저자)가 주도하고 박사후 연구원 이석호 박사, 한국천문연구원의 최민호 박사 등이 참여했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr