+ 이웃 별 행성계를 휘젓고 달아난 별 포착 / 지구로 돌진하는 소행성 파괴 쉽지 않아

 

 

 

[아하! 우주]

이웃 별 행성계를 휘젓고 달아난 별 포착

입력 : 2019.03.05

▲ HD 106906와 그 주변의 행성 HD 106906 b, 그리고 이 행성계를 스쳐 지나간 쌍성계  

은하계에 있는 수많은 별은 제각기 고유의 속도와 방향으로 이동한다. 이렇게 많은 별이 각자의 방향으로 움직이면 충돌 사고가 빈번히 일어날 것 같지만, 별 사이에는 수 광년 정도의 큰 공간이 있기 때문에 사실 은하가 충돌하는 경우에도 별이 서로 충돌하는 일은 매우 드물게 발생한다. 그런데 두 별이 아슬아슬하게 스쳐 지나가는 경우 별 주변을 공전하는 행성은 어떻게 될까? 과학자들은 이런 경우 행성의 궤도가 크게 변하거나 심한 경우 행성계에서 추방당해 떠돌이 행성이 될 수 있다고 보고 있다. 하지만 지금까지 이를 직접 관측하기는 어려웠다.

캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스와 스탠퍼드 대학의 과학자들은 갓 태어난 외계 행성을 연구하던 중 다른 별에 의해 행성의 궤도가 변한 증거를 발견했다. 이들이 연구한 HD 106906은 태어난 지 1500만 년 정도 되는 쌍성계로 별의 나이로 보면 신생아에 가까운 어린 별이다. 이 별 주변에는 아직도 가스와 먼지 디스크가 존재하며 여기서 새로운 외계 행성이 태어나고 있다. 이 별에서 목성 질량의 11배 정도 되는 대형 행성인 HD 106906 b를 관측한 연구팀은 한 가지 의외의 사실을 발견했다. 이 행성의 공전 궤도가 지구-태양 거리의 738배나 될 뿐 아니라 공전 궤도 역시 21도 정도 가스 디스크와 어긋나 있던 것이다.

연구팀은 가장 가능성 높은 원인이 근처를 지나던 다른 별의 중력이라고 생각하고 수백 만년 사이 HD 106906 근처를 지났던 별 461개를 조사했다. 다행히 우리 은하의 별 13억 개의 위치와 이동 방향을 관측한 유럽우주국(ESA)의 가이아(Gaia) 위성 덕분에 연구팀은 가장 유력한 용의자를 확인할 수 있었다. 연구팀에 따르면 300만 년 전 HD 106906에 근접해 다른 쌍성계(사진에서 오른쪽 사각형)가 지나갔고 이로 인해 HD 106906 b의 궤도가 타원형으로 크게 변하면서 지금의 위치로 이동했다.

과학자들은 이론적으로 이런 일이 자주 생긴다고 생각했지만, 실제 관측에 성공한 경우는 매우 드물다. 원인이 되는 별은 이미 오래전 지나갔고 멀리 떨어진 행성은 관측이 어렵기 때문이다. 이 경우 원인이 되는 별이 근처에 있었고 외계 행성도 크기가 크고 온도가 높아 관측이 상대적으로 쉬웠다. 물론 최근 관측 기술이 크게 발전한 것도 중요한 이유다.

오래 전 천문학자들은 행성의 운행은 매우 규칙적인 일로 그 궤도는 영구불변이라고 생각해왔다. 하지만 과학자들은 행성의 궤도가 다른 행성의 중력이나 충돌, 그리고 다른 별의 중력 간섭으로 얼마든지 바뀔 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 다행히 태양계는 당분간 큰 변화가 없겠지만, 태양계 역시 영원하지는 않을 것이다. 운 없게 다른 별이 근처를 지나가면서 행성의 궤도가 바뀔 수 있고 그렇지 않더라도 50억 년 후 태양이 적색거성 단계를 거쳐 죽게 되면 살아남은 행성 역시 궤도가 바뀌게 된다. 비록 우리는 이 사실을 확인할 때까지 살 수는 없지만, 과학자들은 다른 행성과 별을 연구해 태양과 태양계의 미래를 예측할 수 있다.

[출처: 서울신문 나우뉴스] 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20190305601003§ion=&type=daily&page=

 

지구로 돌진하는 소행성 파괴 영화처럼 쉽지 않아

송고시간 | 2019-03-05

존스홉킨스대 연구팀 "생각하던 것보다 더 강해"

소행성 충돌 뒤 중력으로 파편이 다시 집적되는 과정

[존스홉킨스대학 찰스 엘 미르 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 영화 '아마겟돈(1998년)'을 비롯한 공상과학 영화에서는 지구를 향해 돌진하는 소행성을 핵폭탄으로 폭파하는 설정이 종종 등장한다.

과학자들도 이를 공상과학 소설에서 현실의 영역으로 끌어와 연구 중이지만 지구로 돌진하는 소행성을 파괴해 지구를 대재앙에서 구하는 것이 생각처럼 쉽지만은 않다는 연구결과가 나왔다.

5일 미국 존스홉킨스대학에 따르면 기계공학과 찰스 엘 미르 박사가 이끄는 연구팀은 지름 25㎞ 소행성에 1㎞ 소행성을 초속 5㎞로 충돌시키는 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 통해 소행성을 부수는 것에 상당한 에너지가 필요하다는 결과를 얻었다.

엘 미르 박사는 "물체가 클수록 결함을 갖고 있을 가능성도 커 더 쉽게 부서질 것으로 믿어왔지만 이번 연구는 소행성이 우리가 생각하던 것보다 더 강하고 산산조각내려면 더 많은 에너지가 필요하다는 점을 보여주고 있다"고 밝혔다.

이와 비슷한 소행성 충돌 시뮬레이션은 2000년대 초에도 이뤄졌으나 당시에는 25㎞ 소행성이 이번 결과와 달리 완전히 파괴되는 것으로 나온 바 있다.

행성간 충돌 상상도

[NASA/JPL Caltech 제공]

엘 미르 박사는 '홉킨스 익스트림 재료 연구소(HEMI)'의 K.T.라메시 소장 등과 함께 이때 사용된 컴퓨터 모델의 소행성 충돌 과정을 충돌 직후 파편화와 이후 중력 작용 등 2단계로 세분화하는 등 더 정교한 시뮬레이션 모델을 만들어 이용했다.

그 결과, 시뮬레이션 충돌 1단계에서는 소행성에 순식간에 수백만개의 금이 가고 충격파가 퍼지면서 파편이 모래처럼 튀고 충돌구도 생겼다. 그러나 소행성은 완전히 파괴되지 않고, 핵은 크게 손상됐지만 강력한 중력 작용을 하면서 파편을 다시 끌어모으는 것으로 나타났다.

연구팀은 소행성 파편이 중력에 의해 느슨하게 묶인 "깨진 돌더미" 상태가 아니라 더 강력한 힘으로 결합돼 있는 것으로 나타났다면서 이는 소행성을 파괴하려면 더 많은 에너지가 필요하다는 점을 나타내는 것이라고 설명했다.

엘 미르 박사는 보도자료를 통해 "공상과학 소설처럼 들릴 수도 있지만 소행성 충돌에 관해서는 많은 연구가 진행되고 있다"면서 "예컨대 소행성이 지구로 돌진 중이라면 이를 산산조각 낼 것인지 궤도만 바꿀 것인지? 궤도를 바꾼다면 얼마만큼의 힘이 필요한지? 등에 대한 답이 필요하다"고 강조했다.

논문 공동저자인 라메시 소장도 "몇 년 전 러시아 첼랴빈스크 때처럼 지구는 작은 소행성들로부터 상당히 자주 충격을 받고있다"면서 "이런 질문들이 학술분야를 넘어 실제 위협에 대처하는 방식을 규정짓는 날이 오는 것은 시간문제일 뿐이며, 그때가 왔을 때 무엇을 해야 하는지에 대한 계획을 갖고있을 필요가 있다"고 했다.

엘 미르 박사팀의 연구는 미국항공우주국(NASA) 태양계탐사연구버츄얼연구소의 연구비 지원을 받아 이뤄졌으며, 연구결과를 정리한 논문은 15일 발간되는 태양계 관련 과학저널 '이카로스(Icarus)' 최신호에 실릴 예정이다.

소행성 충돌 시뮬레이션

[존스홉킨스대학 찰스 엘 미르 제공]

<저작권자(c) 연합뉴스>eomns@yna.co.kr 2019/03/05 11:10 송고

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190305075000009