별과 행성의 정렬에 대하여

모든 행성이 별이 자전하는 방향과 동일한 방향으로 공전하는 것은 아니며, 근처의 반례가 잘못 정렬된 궤도의 기원을 밝히고 있습니다. 우리 태양계 행성들은 모두 태양이 회전하는 방향과 거의 같은 방향으로 궤도를 돌고 있지만, 모든 행성계에 적용되는 것은 아닌데요. 최근 행성에 사는 별의 회전 각도를 측정해보면 태양계가 어떻게 형성되는지에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있습니다. 태양계 형성에 대한 널리 받아들여진 이론에 따르면, 별과 행성은 가스와 먼지로 이뤄진 똑같은 소용돌이 성운에서 태어나게 됩니다. 성운이 붕괴되면서 그 중심에 회전하는 별이 형성되고 나머지 물질은 새로 태어난 별을 중심으로 회전하는 디스크로 평평해지는 형태를 띠게 됩니다. 그리고 나중에 행성이 이 디스크 안에서 형성되는데요. 각 운동량의 보존은 별의 회전축이 행성의 궤도 각 운동량 벡터와 정렬되어야함을 시사하고 있습니다. 이것은 우리 태양계의 현실이며, 우리 행성의 궤도는 태양 회전의 7도 이내로 정렬됩니다. 하지만 우리가 다른 시스템에서 측정한 행성의 약 1/3은 약간 기울어진 궤도에서 별의 회전 방향과 완전히 반대인 궤도에 이르기까지 심각한 오정렬을 가지고 있는데요. 이러한 잘못 정렬된 궤도에 대한 두 가지 가능한 설명을 하자면.. 1. 별의 회전과 행성을 형성하는 원반은 처음부터 잘못 정렬될 수 있습니다. 아마 별의 탄생 환경에서 발생하는 난류 또는 동적 상호 작용과 같은 효과로 인해 발생할 수 있습니다. 2. 행성 궤도와 항성 회전은 정렬된 상태에서 시작되지만 일부 행성은 형성 후 흩어지거나 정렬되지 않은 궤도로 이동하게 됩니다. 지금까지 우리는 단기간 뜨거운 목성에 대한 회전 궤도 정렬 각도를 측정할 수 있었는데요. 우리가 이미 다른 곳에서 형성되어 현재의 가까운 궤도로 안쪽으로 움직인 것으로 의심되는 행성이며, 이 행성들은 이동 중에 쉽게 궤도가 잘못 정렬되었을 가능성이 있습니다. 또한, 이것은 위의 두 번째 설명에 대한 신뢰를 주는 것이기도 합니다. 새로운 연구에서 Stefan Kraus가 이끄는 연구팀은 이제 직접 이미지화된 광궤도 외계 행성인 베타 Pictoris b의 스핀 궤도 정렬을 처음으로 측정하기도 했습니다. 불과 60광년 떨어진 곳에서 위치한 최근 형성된 별 베타 Pictoris는 대략 13개의 목성 질량 외계 행성인 베타 Pictoris b가 별을 둘러싸고 있는 어린 잔해 디스크 내에서 10.6au 반장 축으로 궤도를 돌고 있습니다. Kraus와 공동 연구자들은 칠레의 초대형 망원경 간섭계에서 중력 기기를 사용해 베타 Pictoris의 높은 스펙트럼 분해능 관찰을 수행하여 스펙트럼의 미묘한 신호에서 별의 회전 각도를 식별합니다. 이 측정을 통해 저자는 베타 Pcitoris의 별 회전, 잔해 디스크 회전 및 행성의 궤도가 모두 약 3도 이내로 정렬되어 있음을 확인할 수 있었습니다. Kraus와 공동연구자들의 결과는 태양계가 처음에 정렬된 항성 회전과 행성 궤도로 형성된다는 아이디어를 뒷받침합니다. 오정렬은 행성이 이동함에 따라 나중에만 도입되며, 이 그림을 확인하기 위해서는 광궤도 행성에 대한 추가 관측이 필요합니다. 그러나 이 연구에서 입증된 기술을 사용해 앞으로 더 많은 정보를 수집할 수 있기를 바라는 바입니다.