+ ‘명왕성 크기 천체’가 서로 충돌했다... 증거 포착 / 태양이 그려낸 ‘아날렘마’

 

 

 

‘명왕성 크기 천체’가 서로 충돌했다... 증거 포착

 

입력:  2014.12.16 11:45

 

▲ ALMA 전파 망원경에 관측된 충돌 이미지 (출처 미 국립 전파 망원경 관측소 등)

 

 

광활한 우주에서도 충돌 사고는 일어날 수 있다. 별은 물론이고 은하끼리도 서로 충돌할 수 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 그런데 최근 천문학자들은 저 멀리 외계 행성계에서 명왕성만 한 크기의 소행성이 충돌한 흔적을 발견했다. 우리 태양계에서라면 당장에는 일어나기 힘든 일이지만 저 멀리 새롭게 형성되는 행성과 소행성의 모임인 원시 행성계 원반 (protoplanetary disk)에서는 이런 충돌 사고가 자주 발생할 수 있다. 그러나 거리가 워낙 멀리 떨어진 장소에서 일어난 일이라 지금까지 그 증거를 발견하지는 못했는데, 이번에 그 증거가 발견된 것이다.

 

하버드 - 스미스소니언 천문학 센터의 루카 리치(Luca Ricci)를 비롯한 천문학자들은 세계에서 가장 강력한 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)를 이용해서 이 드문 현상을 관측하는 데 성공했다. 본래 이들이 HD 107146을 관측한 이유는 우리 태양계의 어린 시절을 연구하기 위해서였다.

 

시간을 거꾸로 되돌리지 않는 이상 태양계 초기의 모습이 어떠했는지를 직접 관측하기는 불가능하다. 하지만 태양과 비슷한 별이 탄생하는 장소를 망원경으로 관측하면 태양계 초기에 일어났던 일을 재구성할 수 있다. 우리가 사는 태양 역시 우주를 지배하는 일반적인 물리 법칙에 의해 생성된 만큼 과거에 있었던 일이 지금도 반복되기 때문이다.

 

그런데 ALMA의 데이터를 분석한 과학자들은 매우 흥미로운 사실을 발견했다. 이 별은 태양의 젊었을 때와 매우 흡사한 모습을 하고 있어서 연구 대상으로 선정되었는데, 독특하게도 태양 - 해왕성 거리의 2.5배에 달하는 거리인 모항성에서 130억km 떨어진 지점에 거대한 먼지와 가스의 고리가 존재한다. 그런데 이 고리에서 밀리미터 크기의 먼지의 농도가 갑자기 증가한 것이 천문학자들의 눈길을 끈 것.

 

이미 천문학자들은 시뮬레이션과 관측 결과를 통해 이 고리에서 명왕성만 한 크기의 천체들이 형성되었다는 것을 추정한 바 있다. 시간이 지나면서 먼지 고리의 입자와 가스들은 중력에 의해 뭉쳐 소행성과 행성으로 성장하게 될 것이다. 그런데 거꾸로 작은 먼지의 숫자가 급증했다는 것은 놀라운 일이다.

 

 

 

 

▲ HD 107146에서 소행성이 충돌하는 모습의 개념도

(출처 미 국립 전파 망원경 관측소 등)

 

이것을 설명할 가장 가능성 높은 이론은 위의 그림처럼 명왕성만큼 큰 천체가 그보다 약간 작은 소행성과 충돌해 산산조각이 났다는 것이다. 그러면 갑자기 작은 입자의 수가 증가한 것을 잘 설명할 수 있다. 마치 자동차가 부딪치면 사고 현장 주변에 작은 파편들이 깔리는 것과 비슷한 이치다.

 

아마도 이와 같은 일은 아직 성장 중인 원시 행성계 원반에서 드물지 않게 일어날 것이다. 소행성들과 미행성들이 합체되어 점점 더 크게 자라기 위해서는 적당한 각도에서 적당한 크기의 천체들이 적당한 속도로 충돌해야 한다. 큰 천체에 작은 소행성이 충돌하면, 결국 흡수되어 크기가 더 커질 것이다. 하지만 크기가 거의 비슷한 천체들이 전속력으로 충돌한다면 둘 다 파괴될 수밖에 없다.

 

행성 하나가 탄생하기까지는 아마도 수많은 충돌과 파괴, 합체의 역사가 있었을 것이다. 우리 지구 역시 현재의 모습이 되기 전에 테이아(Theia)라는 화성 크기의 천체와 충돌한 것으로 여겨지고 있다. 이 충돌의 결과로 지구와 달이 탄생했다는 충돌설이 현재 가장 설득력 있게 받아들여지고 있는데, 우주에서의 충돌은 더 큰 창조를 위한 밑거름인 셈이다. 과연 HD 107146에서의 충돌은 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 궁금하다.

 

 

나우뉴스 고든 정 통신원 jjy0501@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20141216601014§ion=&type=daily&page=

 

 

 

 

태양이 1년에 걸쳐 그려낸 8자 모양 ‘아날렘마’

 

입력: 2014.12.16 10:12

 

 

 

▲ 태양이 그려낸 8자 모양 아날렘마(아이디 hideserttech)

레딧닷컴

 

‘아날렘마’라는 말을 알고 있는가? 이는 태양이 하늘에 그리는 8자 모양이다. 같은 시각, 같은 위치에서 1년간 태양을 촬영하고 그 이미지를 합성해야 볼 수 있다.

 

과거 필름 시대에는 한 장의 필름에 노출을 줘야 하므로 촬영에는 상당한 시간이 걸렸지만, 디지털카메라 시대가 된 지금은 여러 장의 사진을 컴퓨터로 합성하면 가능하다.

 

하지만 이 역시 1년간 촬영을 계속 해야 하고 촬영 시 카메라의 위치가 바뀌지 않도록 해야 한다. 또 날씨에 영향을 받으므로 노력이 필요한 것임에는 틀림없다.

 

이런 노력이 깃든 사진 한 장이 미국 소셜사이트 레딧닷컴에 15일 공개돼 크게 주목받았다.

 

게시자(아이디 hideserttech)는 “같은 시각, 같은 장소에서 태양을 촬영했다”며 “1년간 태양의 궤적을 알 수 있었다”고 설명했다.

 

그가 공개한 아날렘마 패턴은 상·하단은 각각 1시와 7시 방향으로 8자 모양의 궤적을 그린다. 아날렘마 패턴을 볼 수 있는 이유는 우리 지구의 자전축이 약 23.5도 기울어져 있기 때문이다. 이 기울기는 위도에 따라 각기 다르다. 따라서 적도 부근에서는 8자 모양이 거의 수평을 이룰 것으로 예상되지만 기상 문제 때문인지 촬영된 적은 없는 듯하다.

 

다음은 세계 각지에서 촬영된 아날렘마 패턴이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

나우뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20141216601006§ion=&type=daily&page=