허블망원경을 통해 이룩한 과학적 발견 -7-

가장 가까운 거리의 외계 행성, 행성 생성 구역.

 

 

 

 

이 그림은 엡실론 에리다니라는 별의 주위를 공전하는 목성 정도 질량의 행성을 그린 상상도이다.

10.5광년 떨어진 이 행성은 현재까지 알려진 바로는 우리 태양계에서 가장 가까운 행성이다.

 

이 행성의 공전궤도는 자신의 태양인 엡실론 에리다니와 가장 가까울 때는 태양부터 지구 정도의 거리이고,
가장 먼 지점에서는 태양으로부터 목성 정도까지의 거리로 타원형 형태를 갖추고 있다.

 

엡실론 에리다니는 8억살 밖에 되지 않은 매우 어린 별로서, 약 20억 마일에 걸친 먼지 원반으로 둘러싸여있다.

이 그림에서 먼지 원반은 1차원의 선모양으로 그려져 있는데,

이것은 행성의 공전궤도에서 바라볼 때, 공전궤도면과 먼지 디스크가 같은 방향으로 형성되어 그 모서리만 볼 수 있기 때문이다.

 

행성의 고리와 그 위성들은 순전히 가정에 의해서 그려진 것이긴 하지만, 충분한 개연성이 있다.

가스로 이루어진 이 거대한 행성은 우리가 아는한 생명이 살기에 적합하지는 않다.

그렇지만 어떤 위성들은 아마도 생명이 살기에 적합한 조건을 갖췄을지도 모른다.

2006년에 천문학자들은 허블을 이용하여 이 행성이 자신의 태양을 지나갈 때(식현상, Transit)

눈에 보이지는 않는 이 행성의 중력을 측정함으로써, 이 행성의 질량과 공전궤도의 기울기를 계산하였다.

이 행성의 존재에 대한 증거는 2000년, 천문학자들이 이 별의 떨림현상을 관측했을 때 처음으로 나타났다.

 

 

천문학자들은 허블을 이용하여 별들 주위의 먼지 원반으로부터 행성이 탄생한다는 사실을 확정했다.

허블 망원경을 통해  이전에 발견된바 있는  엡실론 에리다니라는 별의 주위를 돌고 있는 행성이

우리의 시야각에서 30도의 각도로, 즉, 이 별의 먼지 원반과 같은 기울기로 공전하고 있음을 알 수 있었다.

비록 천문학자들은 이전부터 행성이 별 주위의 먼지원반으로부터 발생한다는 사실을 추측해 왔지만,

하나의 항성 주위에서 두 개의 천체가 동시에 발견되기는 이번이 처음이다.

어떤 별들은 하나 이상의 먼지 원반을 가지고 있다.

 

화가자리 베타별(Beta Pictoris) 주변을 찍은 허블의 사진은 이러한 두 개의 먼지 원반 형태를 밝혀주었다.
(허블 사이트 폴더의 '젊은 별과 암석 부스러기 Disk'라는 글 참고)

십여년에 걸친 관측 결과 젊의 별의 주위에 뒤틀려 굽어진 먼지 원반은 별쪽으로 편향되어 있는 두 개의 원반이라는 점을 확인해주었다.

두 번째 먼지 원반의 생성에 대한 가장 그럴듯한 설명은

눈에 보이지는 않지만, 목성의 약 스무배에 달하는 질량을 가진 행성이 공전하면서

그 중력의 영향으로 첫 번째 먼지원반의 먼지들이 쓸려나가면서 발생한 것이라는 설명이다.

허블 망원경을 통해 별 주위에 눈보라처럼 퍼져 있는 원소들을 관찰할 수 있었으며,

이것이 행성 생성의 초기 단계임을 알 수 있었다.

여기서 관측되는 가벼운 원자들 역시 행성 생성의 증거가 되는데 왜냐하면 이들은 좀더 무겁고, 눈에는 띄지 않지만,

서로 계속 뭉쳐지고 있고 눈뭉치 정도 크기의 물체들에 쉽게 포섭되기 때문이다.

 

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

 

 

원문>

ABOUT THIS IMAGE:

This is an artist's concept of a Jupiter-mass planet orbiting the nearby star Epsilon Eridani. Located 10.5 light-years away, it is the closest known exoplanet to our solar system. The planet is in an elliptical orbit that carries it as close to the star as Earth is from the Sun, and as far from the star as Jupiter is from the Sun.

Epsilon Eridandi is a young star, only 800 million years old. It is still surrounded by a disk of dust that extends 20 billion miles from the star. The disk appears as a linear sheet of reflecting dust in this view because it is seen edge-on from the planet's orbit, which is in the same plane as the dust disk.

The planet's rings and satellites are purely hypothetical in this view, but plausible. As a gas giant, the planet is uninhabitable for life as we know it. However, any moons might have conditions suitable for life.

Astronomers determined the planet's mass and orbital tilt in 2006 by using Hubble to measure the unseen planet's gravitational pull on the star as it slowly moved across the sky. Evidence for the planet first appeared in 2000 when astronomers measured a telltale wobble in the star.

 

 

Astronomers used Hubble to confirm that planets form in dust disks around stars. The telescope showed that a previously detected planet around the nearby star Epsilon Eridani is orbiting at a 30-degree angle to our line of sight, the same inclination as the star's dust disk. Although astronomers had long inferred that planets form in such disks, this is the first time the two objects have been observed around the same star.

Some stars have more than one dust disk. Hubble images of the nearby star Beta Pictoris revealed two such disks. The observation confirmed a decade of speculation that a warp in the young star's dust disk may actually be a second disk inclined to the star. The best explanation for the second disk is that an unseen planet, up to 20 times Jupiter's mass, is orbiting it and using gravity to sweep up material from the primary disk.

The telescope also witnessed the early stages of planet formation when it observed a blizzard of particles around a star. The fluffy particles are evidence of planet formation because they were probably shed by much larger, unseen, snowball-sized objects that had collided with each other.