쌍성계의 모든것

일부 과학자들은 최초 외계 행성을 발견햇을 때 두개의 별이 같이 존재하는 쌍성계에는 행성이 쉽게 생기지 못할 것으로 추측하였습니다.사실 우주에는 태양과는 달리 두개 이상의 별이 서로 공전하는 쌍성계가 많이있으므로 이 논쟁은 우주에 얼마나 행성이 많으냐는 질문과도 연결이 되어있습니다.두개의 별이 있으면 그 중력의 간섭 작용 때문에 행성이 쉽게 살아남지 못하거나 생성이 어려울 것으로 예상했지만 최근 과학자들은 쌍성계 주변의 행성을 잇달아 발견하였습니다.하지만 어떻게 생성되었는지는 정확하게 밝혀지지 않았습니다.라이스 대학의 안드레아 이셀라 교수가 이끈느 연구팀은 지구에서 450광년 떨어진 HD 142527이라는 젊은 쌍성계 주변에서 행성이 생성되고 있다는 증거를 발견하였습니다.연구팀은 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA를 통해 세밀한 관측을 시도했는데 그결과 본래 예상과는 달리 동반성의 중력 간섭에 의해 새로운 행성의 생성이 촉진되는 증거를 발견하였습니다. 이번 연구에서 쌍성계 주변에서 새로운 행성이 생성되는 과정을 포착하기는 했지만 아직 쌍성계 주변 행성에 대해 모르는 것이 많습니다.분명한 것은 영화속 타투인 행성처럼 두개의 태양이 뜨는 행성이 불가능한 건 아니라는 점 입니다.

쌍성계의 형성과정에 대하여 알아보겠습니다.항성 형성 과정은 성간 물질들이 모여 수축하면서 중심부의 온도가 높아져 탄생하는 원시성으로부터 시작됩니다.항성 형성은 분자 구름 내부의 중력이 불안정해지면서 시작되는데 일단 분자 구름 내의 특정 영역 밀도가 높아져 자기 스스로의 중력 때문에 붕괴되어 구의 형태로 뭉쳐지게 되는 것입니다.우리 태양 한 이러한 과적을 통해 탄생된 단일 항성이지만 우주에는 두개의 별이 주성과 반성을 이뤄 하나의 항셩계를 이루는 쌍성계가 훨씬 더 많은 수로 분포되어 있습니다.현재까지 우주 전체에서 발견된 항성의 약 85%가 쌍성계를 포함한 당중성계일 정도입니다.이처럼 우주에는 항성 2개 이상의 다중 성계가 많지만 지금까지 그 탄생 과정은 베일에 쌓여 있었습니다. 그러나 최근 독일 막스 플랑크 외계물리학 연구소의 펠리페 알베스 박사가 이끄는 국제 연구진은 전파 망원경 배열 알마를 이용해 두개의 원시별로 구성된 쌍성계의 내부 구조를 최초로 관측하는데 성공하였습니다.태양계에서 600~700광년 떨어진 파이프성운 내부의 또다른 암흑성운이자 구성원인 바너드59 석의 작은성단 안에 있는 쌍성계 BHB200711입니다.알마의 고해상도 관측 능력을 이용해 그 내부까지 들여다 보는데 성공하였습니다. 주위를 크게 돌고 있는 거대한 원반이 있고 두별을 각각 감싸고 있는 자체 원반이 있습니다.먼지 및 가스 원반 이외에 그 안에서 개개의 별을 도는 내부 원반의 관측은 역사상 최초 였습니다.이를 별주위원반 이라고 부릅니다. 원시성은 이 고리로부터 물질을 공급받아 몸집을 키우게 됩니다.먼저 1단계에서는 쌍성 무도를 도는 큰원반에서 별 주변의 별주위원반 으로 물질이전달되고 별 주위 원반으로 전달된 물질을 쌍썽이 받아 질량을 키워나가는 방식입니다. 별주위 원반의 질량은 목성의 약 80배에 달하며 복잡한 형태의 나선형 모양을 하고 있습니다.이번 연구를 통해 다중성계의 항성 형성 과정에 관한 이해도를 높일 것으로 기대되고 있습니다.

매우 독특한 방식으로 공전하는 가스와 먼지 원반을 발견하기도 하였습니다.우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두개 이상의 별이 쌍성계를 이루는 경우가 많습니다.그런데 두개 이상의 별이 서로 질량 중심을 공전하는 방식은 다양합니다.가장 상식적인 방법은 서로 마주보고 공전하는 것입니다.하지만 두개의 별이 서루 엊갈리게 8자 모양으로 공전하는 방식 역시 가능합니다.주변의 행성과 소행성,가스가 공전하는 방법 역시 태양계처럼 공전면에 평행한 방식이 가장 보편적이지만 극궤도도 가능합니다.연구팀은 세계 최대의 전파 망원경 알마를 이용해 8자 모양으로 공전하는 쌍성계에서 극궤도로 공전하는 소행성대 혹은 디스크를 발견하였습니다.어쩌면 극궤도를 도는 쌍성계 주변 행성이 있을가능성도 있습니다.이런 행성이 잇다면 행성의 하늘의 모습은 상당히 기괴할 것입니다.거대한 링이 있고 그 아래 위로 두개의 태양이 서로 교차하면서 움직이기 때문입니다.인간의 상상력을 뛰어넘는 독특한 행성계인 셈입니다.과학자들은 이렇게 극궤도롤 도는 행성이나 소행성대가 사실  드물지 않을지도 모른다고 생각하고 있습니다.다만 이를 관측하기가 어려울 뿐입니다.