지식보관소_ 46억년전 지구가 어떻게 만들어지게 되었을까?

 

 

얼마 전 아스트로노미 앤 아스트로피직스 저널에

흥미로운 내용이 실렸는데요.

이것이 바로 행성이 만들어지고 있는 모습입니다.

 

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약 46억 년 전, 태양계를 이루고 있던 물질들이 응축을 해서

미행성이 만들어졌습니다.

이렇게 최소 수천억 개 이상 존재하던 이 미행성들이

서로 충돌하면서 합쳐지기도 하고

부서져서 떨어져 나가기도 하면서 점점 더 커졌고

일부는 주변의 미행성을 잡아당길 수 있는 중력을 행사할 정도로

굉장히 커졌습니다.

 

중력을 행사한 천체는

주변의 미행성을 계속해서 끌어들여서 덩치를 키워나가고

극히 일부만 생존하게 되었습니다.

 

이 이야기는 현대과학이 설명하는 지구의 형성과정입니다.

천문학자들은 관측을 통해서

성운을 구성하고 있는 가스가 응축하고 있는 것을 확인할 수가 있었고

응축되는 가스가 마찰과 높은 압력으로 인해서

중심부가 핵융합이 가능할 정도의 물류 조건에 도달을 하면

핵융합이 시작이 되고 별이 탄생합니다.

 

이때 중심핵으로 수축되지 못한 일부 물질들은

빠르게 별 주위를 맴돌게 됩니다.

별에 흡수되지 못하고 주변을 맴돌던 물질이

행성이 되는 것이죠.

결국 어떻게 보면

우리 모두는 별의 찌꺼기인 셈입니다.

 

 

가스가 응축할 때

주변의 물질이 빠르게 회전하게 되는 이유는

각운동량 보존법칙에 있습니다.

 

예를 들어

둘레가 10km였던 물체가

한 시간에 한 바퀴를 회전 중이었다면

이 물체가 1km로 수축하게 되면

회전하던 운동량은 그대로 남아있기 때문에

회전 속도는 10배나 빨라지게 되죠.

 

이게 각운동량 보존법칙으로

중성자별이나 마그네타 같은 별이

엄청나게 빠르게 자존하게 되는 이유입니다.

 

마찬가지로 별로 수축하는 가스들도

응축하는 과정에서 회전 속도가 빨라지게 되고

일부 물질은 떨어져 나와서

이렇게 별 주변에 디스크 형태를 만드는 것이죠.

 

지금까지 한 얘기가

현대과학이 예상하는 별과 행성이 만들어지는 메커니즘인 셈이죠.

 

그런데 성운에서 가스가 웅축되고 있는 현상은

지금도 망원경으로 포착이 가능하지만

지금까지 행성이 만들어지고 있는 과정은

정확하게 포착하기가 어려웠습니다.

지금까지는 말이죠.

 

얼마 전 아스트로노미 앤 아스트로 피직스 저널에 흥미로운 내용이 실렸는데요.

파리 천문대의 앙토나 보칼레티 박사가 이끄는 연구팀은

지구에서 520광년 떨어진 곳에

행성이 형성되는 것으로 보이는 장면을 포착했다고 발표했습니다.

 

유럽 남방 천문대(ESO)에서 운영하는

이름만 들어도 엄청 거대해 보이는 망원경인 베리 라지 텔레스코프(VLT)로

마차부자리에 있는 별인 에이비 아르게를 관측한 결과

꽤 정교한 이미지를 촬영했습니다.

 

마차부자리에 있는 이 별은

막 생성된 굉장히 젊은 별로

이전부터 항성 주변에 엄청나게 두꺼운 먼지 디스크의 존재가 확인이 되었습니다.

하지만 이번엔 기존 이미지보다 훨씬 높은 해상도의 이미지를 얻을 수 있었고

이를 통해 확인된 결과는

해왕성 거리에서 거대 가스행성이 생성이 되고 있다는 것이었죠.

 

이것이 바로 행성이 만들어지고 있는 모습입니다.

직경이 8.2m인 망원경 4개가 모은 집광력 덕분에 얻을 수 있었던 이미지인 것이죠.

 

주목할 것은

가스 원반에 가스끼리 서로 뭉쳐 있는 부분입니다.

공전 방향 뒤쪽으로 큰 빈공간이 형성된 것을 볼 수가 있는데

이것은 이 부분에서 행성이 만들어지고 있다는 강력한 증거입니다.

행성이 별을 공존하면서 물질을 흡수한 결과 만들어진 것이죠.

 

이번 연구에 흥미로운 점은

행성이 어떻게 만들어지는지에 대한 가설은 있었지만

그 모습을 어느 정도 직접 관측할 수가 있었다는 것입니다.

 

현재 관측 기술로는

거대 가스행성이 형성되는 모습을 포착하는 게 전부지만

중요한 것은 이것이 현재의 행성 형성 이론모델을

뒷받침을 할 수 있는 증거라는 것입니다.

 

또한 이렇게 행성이 생성되는 모습을 더 연구하면

외계행성을 발견할 때

뜨거운 목성형 행성이

왜 그렇게 많이 발견되는지에 대한 해답을 찾을지도 모릅니다.

 

외계행성이 발견되기 시작한 이후

태양계에는 없는 뜨거운 목성형 행성이 너무나도 많이 발견되면서

현재는 행성이 생성된 자리에서 공존한다는 이론은 폐지가 되고

가스 행성이 행성 직후 (궤도상에 놓인)가스를 흡수하면서

안쪽으로 이동한다는 가설이 유력한 상태이기 때문이죠.

 

재미있는 건 직경 8.2m의 망원경의 간섭계를 이용하여

이 정도의 이미지를 얻을 수가 있었다는 점입니다.

 

현재 유럽남방천문대는

무려 국영의 직경이 39m에 달하는

역사상 유례가 없는 초거대 망원경을 제작 중에 있습니다.

현존하는 최고 크기의 망원경이

직경 10m대에 불과하다는 점을 생각해 보면

정말로 무지막지한 크기죠.

 

만약 직경 39m의 ELT 망원경이 완성이 된다면

얼마나 다양한 우주의 비밀이 밝혀질지

벌써부터 기대가 됩니다.

그럼 이만.