HD 61005를 둘러싼 먼지원반

사진설명 >

왼쪽 사진 하단의 직선은 150AU(지구에서 태양 거리의 150배)에 대응되며, 오른쪽의 원은 해왕성의 공전궤도 크기에 해당함.

 

허블우주망원경의 근적외선카메라와 다중객제분광기(NICMOS)로 촬영된 이 근적외선 이미지들은
HD 61005 라는 젊의 별을 둘러싼 날개 모양의 먼지 원반을 보여주고 있다.

 

천문학자들은 먼지 원반이 곤충의 날개 모양과 닮아, 이 항성계를 '나방(The Moth)'라고 이름지었다.

나방의 양 날개 길이는 352억 킬로미터에 달한다.

 

이 사진의 중심에 위치한 검은 원반은 NICMOS로 코로나를 관측하기 위해 별빛을 차단하면서 생긴 것으로서

그 결과 천문학자들은 먼지원반의 주변을 좀더 상세하게 관찰할 수 있었다.

 

HD 61005는 약 1억 년 정도 된 별이다.

별들을 둘러싼 먼지원반들은 행성들이 발생할 수 있는 전형적인 평평한 구조를 갖추고 있지만

이 이미지에는 몇몇 예외적인 모양을 한 먼지 원반이 나타나 있다.

HD 61005는 지구로부터 100광년 떨어져 있으며 이 사진은 2005년과 2006년에 촬영되었다.

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외견상 우주공간을 날아다니는 거대한 나방을 닮은 이 사진을 통해
천문학자들이 행성계의 형성과 진화에 대한 새로운 이해를 얻을 수 있었다.

 

이 사진은 당신이 생각하는 전형적인 곤충과는 다르다.

이 물체의 양 날개 길이는 352억 킬로미터에 이른다.

"나방(The Moth)"으로 이름붙여진 이 천체는 HD 61005라는 어린 별 주위를 둘러싼 먼지 원반으로 구성되어 있다.

이러한 형상은 별빛이 먼지들에 의해 산란되면서 만들어진 것이다.

대략 1억살 정도의 나이를 지닌 HD 61005 의 주위를 둘러싼 먼지원반은 전형적인 팬케이크 모양의 평면 모양을 갖추었으며

여기서 행성들이 형성될 수 있다.

그러나 허블우주망원경에 의해 촬영된 이 사진에서 어떤 원반들은 놀라운 모양으로 변형을 일으킨 점이 목격된다.

 

이에 대해 연구팀의 수석 연구원인 우주과학연구소의 딘 하인스(Dean Hines)는 다음과 같이 언급하고 있다.
"먼지원반이 이처럼 일상적이지 않은 모습을 띄는 것은 완전히 기대밖의 발견이었습니다.
 우리는 HD 61005가 성간 공간에 있는 고밀도의 가스 덩어리를 헤치고 지나가면서
 HD 61005의 원반에 포함된 물질들이 이 별의 뒷편을 휩쓸고 지나가서 이러한 현상이 생겼을 거라고 생각합니다.
 이것이 원반에 어떤 영향을 미쳤을 지, 행성의 형성에 어떤 영향을 미쳤을 지에 대해서는 알려진 바가 없습니다."

 

하인스는 충돌의 가능성도 예견했다.
"우리는 성간 물질들이 태양의 이웃이 된다는 것을 기대하지 않았기 때문에 이것은 매우 이상한 현상입니다.
 왜냐하면 지난 수백만년동안 최소 하나의 초신성 폭발에 의해서 우리의 태양이 이동하는 경로는 완전히 비워진 상태이기 때문입니다.
 그러나 여기 나타난 빽빽한 우주물질들은 너무 가까이 있는 상태로서, 100광년 정도에 지나지 않습니다."

천문학자들은 별이 생성되는 환경이 앞으로 일어날 행성의 형성에도 영향을 미친다는 증거를 발견했다.

허블을 통해 실제로 행성이 만들어지는 원반이 그 환경에 의해 직접적인 영향을 받을 수 있음이 목격되었다.

오리온 성운 트라페지움 성단의 별들로부터 발생한 강력한 복사선이 몇몇 먼지원반들을 날려버린 것이다.

 

그러나 HD 61005에서 발견된 것과 같이 별이 성간 먼지를 통과하여 공간이 생성된 경우
행성의 형성에 어떤 영향을 끼치는지는 여전히 명확하지 않다.

과학자들은 두꺼운 성간 먼지 지역을 통과하면서 발생한 이 공간이

진화하는 행성의 대기구성에 영향을 줄 것이라고 추측하고 있다.

 

이 연구는 하인스와 그의 동료들이 허블의 근적외선 카메라와 다중객체분광기(NICMOS)를 통한 태양과 같은 별의 연구와

스피처 우주망원경을 이용한 행성계 형성과 진화 연구의 일부로 진행되고 있다.

아리조나 대학의 마이클 마이어가 이끄는 연구팀은 스피처 우주망원경을 이용하여

항성계에 연관된 것으로 식별된 별에 의해 가열된 우주먼지로부터 발산되는

뜨거운 복사선의 지수를 관측하기 시작했다.

하인스와 팀을 이룬 아리조나 대학의 글렌 슈나이더(Glenn Schneider)는
NICMOS의 고해상도 이미지를 통해 스피처 우주망원경에 의해 촬영된 먼지구름 부근에서 코로나를 관측했다.

NICMOS의 코로나 관측은 별빛을 차단하여 원반 주변의 상세한 모습을 관측할 수 있게 해 주었다.

슈나이더는 독보적인 관측자료를 제공해 주는 나사의 훌륭한 관측기구들이
천문학자들로 하여금 행성계의 가능성을 지닌 별의 주변 환경을 연구하는데 많은 도움이 되고 있다고 소감을 밝혔다.

 

마이어는 이에 덧붙여 다음과 같이 말했다.

"두개의 우주망원경이 합작하여 이뤄낸 관측정보는 우주공간의 무수하게 뒤엉켜 존재하는 먼지들이 얼음성분인지,

  암석조각 성분인지 아니면,  굴뚝에서 솟아오르는 그을음이 묻은 연기분자와 같은 것인지에 대한 정보를 얻을 수 있게 해주었습니다."

  원반을 구성한 먼지의 구성성분과 크기는 태양계의 활동과 진화에 대한 많은 장보를 얘기해 줄 수 있습니다.

  우리의 태양계를 예로 들자면, 화성과 목성사이의 소행성대나 태양계 외곽의 퀴퍼 벨트에서와 같이
  암석들이 서로분쇄되면서 먼지를 형성시켰다는 증거가 있습니다.

  우리는 동일한 과정이 다른 행성계에서도 펼쳐지고 있는 과정을 보고 있는 것입니다."

 

하인스와 그의 동료들을 그들의 연구보고서를 1월 10일, 211차 미국천문학회에서 발표하였으며

연구결과는 12월 Astrophysical Journal에 발표되었다.

 

* '허블사이트'의 게시물들은  허블사이트 http://hubblesite.org 의 뉴스센터 자료들을 번역한 자료들입니다.

   본 내용은 2008년 1월 10일 발표된 뉴스입니다.

 

 

원문 >

 

사진설명1>

ABOUT THIS IMAGE:

These near-infrared images, taken with the Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) aboard NASA's Hubble Space Telescope, show the wing- shaped dust disk surrounding the young, nearby star HD 61005. Astronomers have dubbed the star system "The Moth" because the dust disk resembles the wings of the flying insect.

The Moth's wingspan extends about 22 billion miles from the star. The black disk in the center of the images represents the coronagraphic hole in the NICMOS camera that blocks most of the starlight so that astronomers can see details in the surrounding dust disk.

HD 61005 is about 100 million years old. Dust disks around stars of The Moth's age are typically flat structures where planets can form. These Hubble images show that some dust disks have some surprising shapes. HD 61005 appears to be plowing through a local patch of higher-density gas in the interstellar medium, causing material in the HD 61005's disk to be swept behind the star.

HD 61005 resides 100 light-years from Earth. NICMOS took these images in 2005 and 2006.

Object Name: HD 61005

Image Type: Astronomical/Illustration

Credit: NASA, D. Hines (Space Science Institute, New Mexico Office in Corrales, New Mexico), and G. Schneider (University of Arizona)

 

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What superficially resembles a giant moth floating in space is giving astronomers new insight into the formation and evolution of planetary systems.

This is not your typical flying insect. It has a wingspan of about 22 billion miles. The wing- like structure is actually a dust disk encircling the nearby, young star HD 61005, dubbed "The Moth." Its shape is produced by starlight scattering off dust.

Dust disks around roughly 100-million-year-old stars like HD 61005 are typically flat, pancake-shaped structures where planets can form. But images taken with NASA's Hubble Space Telescope of "The Moth" are showing that some disks sport surprising shapes.

"It is completely unexpected to find a dust disk with this unusual shape," said senior research scientist Dean Hines of the Space Science Institute, New Mexico Office in Corrales, New Mexico, and a member of the Hubble team that discovered the disk. "We think HD 61005 is plowing through a local patch of higher-density gas in the interstellar medium, causing material within HD 61005's disk to be swept behind the star. What effect this might have on the disk, and any planets forming within it, is unknown."

Hines called this possible collision "unusual, because we don't expect very much interstellar material to be in the solar neighborhood. That's because the area through which our Sun is moving was evacuated within the past few million years by at least one supernova, the explosion of a massive star. Yet, here's evidence of dense material that's very close, only 100 light-years away."

Astronomers have found evidence that the environment in which a star forms influences its prospects for planet formation. Hubble has actually seen that young planet-forming disks can be affected directly by their environment. The harsh stellar radiation from the Trapezium stars in the Orion Nebula has altered some disks. It is unclear, however, what effect passage through a cloud similar to the one in which HD 61005 finds itself would have on planet formation. Researchers have speculated that passage through dense regions of the interstellar medium could impact the atmospheres of evolving planets.

The Moth is part of a survey of Sun-like stars that Hines and collaborators observed with Hubble's Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) and NASA's Spitzer Space Telescope to study the formation and evolution of planetary systems. Under the lead of Michael Meyer of the University of Arizona in Tucson, the team initially used Spitzer to look for heat radiation—the tell-tale sign of dust warmed by the star—to identify interesting star systems.

Hines then teamed with Glenn Schneider of the University of Arizona to use Hubble's high- contrast imaging capability of the NICMOS coronagraph to image these disks and reveal where the dust detected by Spitzer resides. The NICMOS coronagraph blocked out the starlight so that astronomers could see details in the surrounding disk.

"These symbiotic capabilities, uniquely implemented in NASA's Great Observatories, provide astronomers with the powerful observational tools to study the circumstellar environments of potentially planet-forming systems," Schneider said.

Added Meyer: "Combining observations from these two spacecraft gives us information about the composition of the dust grains, whether they're icy or sandy, or whether they're like the sooty smoke particles rising from a chimney. The composition and sizes of the dust can tell us a lot about the dynamics and evolution of a solar system. In our solar system, for example, astronomers have evidence of rocks smashing into each other and generating dust, as in the asteroid and Kuiper belts. We're seeing these same processes unfold in other planetary systems."

Hines and his collaborators will report their finding on Jan. 10 at the 211th meeting of the American Astronomical Society in Austin, Texas. The result also appeared in the December 20 issue of the Astrophysical Journal Letters.

CONTACT

Donna Weaver/Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.
410-338-4493/4514
dweaver@stsci.edu/villard@stsci.edu

Dean Hines
Space Science Institute, New Mexico Office, Corrales, New Mexico
505-239-6762
dean.hines@colorado.edu

Michael Meyer
Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Ariz.
520-626-9199
mmeyer@as.arizona.edu

Glenn Schneider
Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Ariz.
520-621-5865
gschneider@as.arizona.edu