[서울신문 나우뉴스]

호주 모내시대학 연구팀이 ‘exoALMA’ 프로젝트를 진행하면서 관측한 아기 행성 모습. 마치 아기를 감싸는 포대기처럼 별을 감싼 먼지와 가스 구름 한복판에 탄생한 원시 행성의 모습을 확인할 수 있다. Credit=exoALMA

태아가 엄마 뱃속에서 태반과 양수에 의해 보호받는 것처럼 갓 태어난 별도가스와 먼지에 둘러싸여 있다. 물론 별은 가스 덩어리가 뭉쳐서 탄생하기 때문에 그런 것이지만 안쪽 깊숙이 존재하기 때문에 의사가 태아 상태를 확인하려 초음파를 사용하는 것처럼 천문학자들도 아기별의 상태를 보려면 특별한 장비가 필요하다.

칠레 고산 지대에 있는 거대 전파 망원경인 ‘아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 집합체’(ALMA·Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)가 바로 그런 장비로, 이름처럼 일반 광학 망원경으로 볼 수 없는 긴 파장의 빛을 사용한다. 파장이 길면 먼지나 가스를 통과하는 데 유리하기 때문에 이렇게 가스 속에 들어 있는 아기별을 볼 때 안성맞춤이다.

과학지들은 ALMA를 이용해 여러 개의 아기별과 그 주변의 먼지 고리인 원시 행성계 원반을 관찰해왔다. 원시 행성계 원반은 지구 같은 행성이 태어나는 장소라, 과학자들 주요 관측 목표다.

하지만 원시 행성계 원반에서 막 태어난 행성을 바라보는 일은 ALMA 같은 대형 전파 망원경으로도 쉽지 않다. 애당초 행성이 먼 거리에서 관측하기에는 너무 작고 어둡기도 하지만, 아직도 먼지와 가스로 가려 있어 보기가 더 어렵기 때문이다.

호주 모나시대학의 크리스토프 핀트 교수 연구팀은 7년 전부터 아기 행성을 관측하는 ‘exoALMA’ 프로젝트를 추진해 왔다. 최근 연구팀은 발상의 전환을 통해 아기별을 관찰하는 데 성공했다. 태아의 모습을 직접 눈으로 보지 않고도 반사된 초음파로 얼굴까지 생생하게 볼 수 있는 것처럼 주변 가스의 형태와 움직임을 통해 아기 행성의 모습을 포착한 것이다.

최근 연구팀은 아기 행성들의 모습을 공개했는데, 마치 아기를 감싸는 포대기 같은 소용돌이 같은 먼지와 가스 구름 한복판에서 생성된 원시 행성의 모습을 확인할 수 있었다. 연구팀은 관측 결과를 토대로 원시 행성이 천문학적 기준으로 매우 짧은 시간인 수백만 년 이내로 생성된다는 사실을 발견했다. 태양계 행성 역시 비교적 짧은 시간에 형성되었을 가능성이 높은 셈이다.

현재 지구와 달의 생성을 설명하는 가장 유력한 가설인 충돌설은, 원시 지구가 화성 정도의 다른 원시 행성과 충돌한 후 지구와 달이 생겼다는 이론이다. 원시 행성 자체는 비교적 빠르게 형성되지만, 이들 가운데 일부는 다른 행성과 충돌하거나 혹은 다른 행성의 중력 간섭으로 궤도가 변해 위치를 이동하는 등 수천만년에 걸쳐 많은 변화가 일어난 후 행성계가 안정되는 것으로 추정된다.

과학자들은 ALMA나 다른 고성능 망원경을 통해 다양한 단계에 있는 행성계와 별을 관측하고 이를 토대로 하나씩 퍼즐을 맞춰가며 행성이 어떻게 형성되는지 밝혀냈다. 언젠가 ALMA보다 더 강력한 망원경이 나오면 아기 행성 그 자체를 포착하는 날도 올 것으로 기대하고 있다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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