美·네덜란드 연구진 “고리 구성물질 뭉쳐 달 형성되는 과정”

지구에서 430광년 떨어진 외계 행성 주위에서 토성의 고리보다 지름이 200배 이상 큰 고리구조가 발견됐다.

네덜란드 레이덴 천문대와 미국 로체스터대 연구진은 27일 천문분야 국제학술지 ‘천체물리학저널’(Astrophysical Journal)에서 나이가 1천600만년 정도밖에 안 된 어린 별 ‘J1407’을 도는 행성(또는 갈색왜성) ‘J1407b’ 주위에서 30개 이상으로 이루어진 고리를 발견했다고 밝혔다.

외계 행성이나 별 주변에서 고리 구조가 발견된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 현재 고리를 이루는 물질들이 뭉치면서 위성(달)이 형성되고 있는 것으로 추정했다.

이 연구의 공동연구자인 로체스터대 에릭 마머젝 박사는 2012년 J1407의 밝기가 계속 변하는 것을 관측, 토성 고리 같은 것이 별을 가렸을 가능성을 제시했다.

레이덴천문대 매튜 켄워시 박사는 그동안 수집된 관측자료를 분석해 J1407 주위를 J1407b라는 행성 또는 갈색왜성이 돌고 있으며 J1407b 주위의 고리들이 별을 가려 밝기가 변한다는 분석 결과를 내놨다.

켄워시 박사는 “이 별은 너무 멀어 고리를 직접 볼 수는 없지만 별이 고리 뒤를 지날 때 변하는 밝기를 분석해 고리 모델을 만들 수 있다”며 “이 고리를 토성 주위로 옮겨놓으면 밤에 달보다 몇 배 크게 보일 것”이라고 말했다.

분석 결과, J1407b는 목성보다 40배 정도 큰 것으로 추정되며 발견된 고리는 지름이 1억2천만㎞로 토성 고리보다 200배 정도 큰 것으로 나타났다. 또 고리 구성 물질을 모두 합하면 지구 질량과 맞먹을 것으로 추정됐다.

켄워시 박사는 고리들 사이의 최소한 한 곳에서 텅 빈 영역이 발견됐는데 이는 고리 구성물질들이 뭉쳐 위성이 만들어지면서 생긴 것으로 보인다면서 위성 크기는 지구나 화성 정도가 될 것이라고 설명했다.

연구진은 앞으로 수백만 년간 고리 구성물질이 뭉쳐 위성이 되면서 고리가 점점 얇아지다가 결국 사라질 것으로 전망했다.

마머젝 박사는 “행성과학계는 지난 수십년간 초기의 목성이나 토성 같은 행성 주위에 고리가 있다가 위성이 만들어지면서 없어졌을 것이라는 가설을 세웠다”며 “2012년 J1407을 발견할 때까지 이런 고리를 관측한 적이 없었다”고 말했다.

연합뉴스