행성 형성 모델 거스르는 CI 타우…거대 행성 3개 추가 발견

200만년 된 젊은 별 불구 '뜨거운 목성' 존재

CI 타우 항성계 상상도 [출처: 케임브리지대학]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 지구에서 약 500광년 떨어진 황소자리의 별 생성 공간에 있는 'CI 타우' 항성계에서 목성과 토성 급의 거대 가스 행성 3개가 추가로 발견됐다.

CI 타우 항성계는 우주 나이로 약 200만살밖에 안 되는 젊은 별이지만 항성을 아주 가까운 거리에서 도는 '뜨거운 목성(hot Jupiter)'인 'CI 타우 b'를 가진 것으로 관측돼 이미 주목을 받던 곳이다.

현재의 행성 형성 모델로는 항성 가까이에 있는 목성보다 큰 CI 타우 b의 존재를 설명하기 어려운데 이처럼 젊은 별이 다른 거대 가스 행성까지 거느린 것이 처음으로 관측됨에 따라 천문학계에는 난제에 난제가 추가된 셈이 됐다.

이번 관측은 케임브리지대학 천문학연구소의 캐시 클라크 교수 연구팀이 전파망원경인 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체(ALMA)를 이용해 '뜨거운 목성'의 '형제' 행성을 찾는 과정에서 이뤄졌다.

CI 타우를 둘러싼 원시행성 디스크에서 3개의 독특한 갭을 발견했는데, 이것들이 거대한 가스 행성에 의해 만들어진 것으로 국제학술지 '천체물리학 저널 레터스(Astrophysical Journal Letters)' 최신호에 밝혔다.

원시행성 디스크는 먼지와 가스 등으로 돼 있으며, 행성과 달, 소행성 등의 천체를 만들어내는 '공장' 역할을 한다.

CI 타우에 가장 가까이 있는 행성인 CI 타우 b는 태양계의 수성과 같은 거리에서 항성을 돌고 있으며 가장 바깥에 있는 행성은 태양~해왕성의 3배 이상에 달하는 궤도를 갖고 있다.

'뜨거운 목성' 상상도 [출처: NASA/JPL-Caltech]

CI 타우 항성계에서 가장 먼 행성과 항성의 거리가 가장 가까운 행성과 비교해 1천배 이상 긴 것도 기록적인 것이다. 태양계의 경우, 명왕성을 기준으로 할 때도 102배에 불과하다.

바깥쪽 행성 2개의 질량은 토성 급이고 안쪽 2개 행성은 각각 목성 질량과 같거나 10배에 달하는 것으로 나타났다.

행성 형성 모델은 항성 주변에서는 중력 등의 방해로 거대 가스행성이 형성되기 어려운 것으로 설명하고 있지만 약 1%의 별이 CI 타우 b와 같은 뜨거운 목성을 갖고 있다. 게다가 이 별들은 대부분은 CI 타우보다 생성 시기가 수백 배 더 오래된 별이라 CI 타우를 더 특별하게 만들고 있다.

클라크 교수는 "원시행성 디스크에서 형제 행성들을 찾아낸 방법이 원시행성 디스크가 없는 오래된 항성계에서는 작동하지 않기 때문에 CI 타우 항성계에서 관측된 극단적인 사항들이 '뜨거운 목성'을 가진 항성계에서 일반적인 것인지는 현재로선 말하기 어렵다"고 했다.

연구원들은 이와 함께 형제 행성들이 CI 타우 b를 항성 쪽으로 더 가깝게 밀어붙이는 역할을 했는지도 불분명하다고 했다.

eomns@yna.co.kr



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