베타 픽토리스 '고양이 꼬리', 명왕성급 천체 충돌 결과로

베타 픽토리스의 먼지 원반에서 발견된 '고양이 꼬리' 구조가 명왕성 크기의 두 천체가 충돌한 결과일 가능성이 높은 것으로 나타났습니다. 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경의 관측을 토대로 한 이번 연구는 천문학 저널 The Astrophysical Journal Letters에 실렸습니다.

2024년 발견 이후 추적

이 구조는 남반구에서만 보이는 화가자리 방향에 있으며 원반에서 뻗어 나오는 모습입니다. 2024년 초 제임스 웹이 전례 없는 해상도로 포착했고, 당시에도 충돌의 산물일 수 있다는 분석이 나왔습니다. 베타 픽토리스는 지구에서 63광년 떨어진 젊은 별로, 행성계가 형성되는 중입니다. 1983년 적외선 위성 IRAS가 처음 감지했고, 1984년 칠레 라스캄파나스 천문대에서 처음 촬영됐습니다. 별 주위 원반으로는 최초로 영상화된 사례이기도 합니다.

이번 연구에는 마드리드 우주생물학센터의 이사벨 레볼리도, NASA 고다드우주비행센터의 크리스토퍼 스타크 등 2024년 연구진 일부가 참여했습니다. 연구팀은 허블의 새 영상을 14년에 걸친 과거 관측과 결합해 구조의 정확한 위치와 성질을 분석했습니다.

어두운 먼지의 정체

분석 결과 충돌 가설이 맞는 것으로 보입니다. 충돌로 생긴 먼지는 거의 전부 탄소가 풍부한 유기물로, 가시광선을 흡수해 매우 어둡습니다. 그래서 지금까지는 적외선에 강한 제임스 웹만 포착할 수 있었고, 이번에 허블이 가시광선으로 확인했습니다.

먼지 알갱이는 약 1마이크로미터(1mm의 천분의 1) 크기로 매우 다공질입니다. 전체 구조는 약 1,000천문단위, 즉 약 1,500억km에 걸쳐 있을 수 있습니다. 연구 발표문은 이를 고양이 약 200조 마리를 이어 놓은 길이에 비유했습니다. 애리조나대 스튜어드 천문대의 공동 저자 케빈 와그너는 충돌 속도가 매우 빨라 탄소 알갱이가 증발한 뒤 식으면서 다시 응결돼 다공질 구조가 됐을 수 있다고 설명했습니다.

연구진은 지구와 다른 행성이 최종적으로 형성되기 전 우리 태양계에서도 이런 충돌이 일어났을 수 있다며, 이 젊은 계가 태양계 형성 과정을 이해하는 단서가 된다고 밝혔습니다.