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[IT뉴스]서쪽 붉고 동쪽 푸르고…아기별 주변 비대칭 원인 규명

온카뱅크관리자

2026-10-19 17:27:25

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 제임스웹 우주망원경(JWST)으로 관측한 ‘L1527 IRS’의 근적외선 다파장 합성 사진과 JCMT로 관측한 자기장 분포. 동쪽(왼쪽)과 서쪽에서 근적외선 색상과 자기장 방향이 뚜렷한 차이를 보인다. 서울대 제공
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 우주망원경으로 관찰되는 ‘어린 별’의 주변이 한쪽은 붉은빛, 다른 한쪽은 푸른빛을 띠는 비대칭성을 보이는 이유가 밝혀졌다. 자기장과 중력이 밀고 당기며 생겨난 현상이라는 분석이다. 
 권우진 서울대 지구과학교육과 교수 연구팀은 어린 별인 ‘L1527 IRS’를 관측하고 별 주변의 동서 방향으로 비대칭적인 환경이 형성되는 이유를 규명한 연구결과를 국제학술지 ‘천체물리학저널’에 지난 7일 공개했다고 19일 밝혔다. 
 별은 차갑고 밀도 높은 분자운(먼지 구름)이 중력에 의해 수축하면서 탄생한다. 갓 태어난 어린 별의 주변 물질이 별 중심으로 계속 유입되면 점차 성인별(주계열성)로 성장하게 된다. 
 분자운의 자기장은 어린 별 주변 물질의 움직임을 제한하거나 물질이 이동하기 쉬운 방향을 결정하는 데 중요한 영향을 미칠 것으로 추정된다. 하지만 수천에서 수만 AU(천문단위, 1AU=1억5000만km)에 이르는 넓은 영역에서 별 주변 분자운의 구조와 자기장 분포, 어린 별로 향하는 물질 유입을 동시에 관측하기는 쉽지 않다. 
 연구팀은 자기장의 역할을 확인하기 위해 지구에서 약 460광년 떨어진 황소자리 분자운의 가장 어린 별 중 하나인 L1527 IRS를 관측했다. 
 미국 하와이에 있는 제임스 클러크 맥스웰 망원경(JCMT)의 서브밀리미터 편광 및 분자선 관측을 중심으로 유럽우주국(ESA) 허셜 우주망원경과 플랑크 위성, 미국 항공우주국(NASA)의 제임스웹 우주망원경(JWST) 데이터를 종합 분석했다. 
 그 결과 L1527 IRS의 동쪽과 서쪽에서 서로 다른 물리 현상이 일어나고 있다는 점이 확인됐다. 동쪽은 자기장이 남북 방향으로 비교적 일정하게 정렬돼 있고 서쪽은 자기장이 중심을 향해 강하게 휘어진 모래시계 형태를 보였다. 
 연구팀은 허셜 우주망원경과 플랑크 위성 관측 데이터를 통해 L1527 IRS 북동쪽에는 약 2만 AU 길이의 분자 구름인 ‘필라멘트 구조’가 주변 분자운의 대규모 자기장과 나란히 정렬돼 있고 별 주변 물질들이 필라멘트 구조를 따라 별 중심부로 공급되고 있음을 확인했다.
 서쪽에서는 동쪽보다 많은 가스와 먼지가 넓게 퍼져 있었다. 동쪽보다 많은 물질이 분포하면서 중력의 영향이 강해져 별 중심으로 빨려 들어가는 물질들이 자기장까지 끌어당기는 것으로 분석됐다. 이로 인해 자기장의 형태는 모래시계처럼 휘어진다. 동쪽은 자기장이 물질의 흐름을 이끌고 서쪽은 중력이 자기장을 휘도록 만들면서 동서쪽이 서로 비대칭성을 이루고 있다는 것이다. 
 L1527 IRS의 동쪽은 푸른색, 서쪽은 붉은색을 띠는 것도 비대칭적인 환경과 연결될 수 있다는 점이 확인됐다. 서쪽에는 가스, 먼지 등의 물질이 두껍게 쌓여 있어 별에서 방출된 짧은 파장의 근적외선이 강하게 흡수돼 붉게 보이고 물질이 상대적으로 적은 동쪽에서는 빛이 덜 흡수돼 푸르게 보인다는 점이 계산으로 증명됐다. 
 연구팀은 “비대칭적인 물질 공급은 어린 별의 질량 축적 과정뿐 아니라 중심부에서 원시행성계원반이 형성되고 성장하는 초기 환경에도 영향을 미칠 수 있다”며 “다양한 어린 별에서 유사한 비대칭적 물질 유입과 자기장 구조를 조사한다면 자기장과 중력, 주변 분자운 환경이 별과 행성계 초기 진화에 어떤 역할을 하는지 규명할 수 있을 것”이라고 말했다. 
 &lt;참고 자료&gt; doi.org/10.3847/1538-4357/aea568
 [문세영 기자 moon09@donga.com]
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