원자력/우주항공

쯔진산천문대, 원시 행성계 원반 소용돌이 구조 규명

발행일 : 2018 / 12 / 13

최근, 중국과학원 쯔진산(紫金山)천문대 지장후이(季江徽) 연구팀은 행성과 원시 행성계 원반의 기체, 먼지의 상호작용 모델을 기반으로 하고 아타카마 대형밀리미터파/서브밀리미터파 망원경 어레이(ALMA)의 관측 데이터를 이용하여 원시 행성계 원반에 존재하는 소용돌이 구조의 증거를 규명하였다. 해당 연구성과는 2018년 12월 “The Astrophysical Journal”에 온라인으로 게재되었다.

최근 몇 년간 연구팀은 ALMA로 대량의 뚜렷한 방위 비대칭성 구조가 존재하는 원시 행성계 원반 먼지 연속스펙트럼 영상을 관측하였다. 기존의 연구는 해당 유형의 비대칭 구조는 원시 행성계 원반을 통과하는 대질량 행성 또는 원반 점성물질의 급락으로 기체물질이 퇴적되었고 더 나아가 로스비파(Rossby waves)의 불안정성을 유발하여 행성계 원반에 고기압 소용돌이가 생성되어 먼지 입자가 아주 강한 압력세기 영역에 집중됨으로써 먼지 연속스펙트럼 밝은 점이 형성되었다고 인정한다. 그러므로 해당 소용돌이 구조는 미행성이 생성되는 근원이라고 주장하고 있다.

연구 과정에서 미국 Los Alamos National Laboratory, 미국 Rice University 및 중국과학원 쯔진산천문대의 연구자들은 대량의 유체 동역학적 시뮬레이션, 먼지 복사 전이 계산, ALMA 데어터 영상 처리, 12CO 기체 분자의 발사 스펙트럼 생성 시뮬레이션, 12CO 분자의 직경 방향 속도 분포 계산을 통하여 소용돌이가 원시 행성계 원반에서의 고기압 속도장 흔적을 확인하였다. 본 연구는 향후 ALMA로 원시행성계원반 중의 소용돌이 구조를 탐색하는데 중요한 의미가 있다.