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천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경을 사용하여 6개의 불량 세계, 즉 별을 공전하지 않는 우주 물체를 관찰할 수 있었습니다.
천체는 목성보다 약간 더 크며, 관측을 통해 우주 전체에서 별과 행성이 어떻게 형성되는지 밝혀졌습니다.
웹 망원경은 페르세우스 분자구름이라고 불리는 더 큰 가스와 먼지 구름 내부에서 960광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 1333이라고 불리는 별 형성 성운, 즉 가스와 먼지 구름을 관찰했습니다. 성운 내의 난기류는 중력으로 인해 붕괴되는 매듭을 생성하여… 별이 태어나다.
우주 관측소는 우주 구름의 드라마틱하고 빛나는 이미지를 포착했습니다. 허블 우주 망원경이 있는 동안 이전에 캡처한 클라우드 이미지먼지는 별 형성의 모습을 가립니다.
하지만 적외선을 이용해 우주를 관찰하는 능력을 지닌 웹은 먼지를 통해 우주를 직접 볼 수 있었다.
성운 안에는 새로 태어난 별, 갈색 왜성, 행성과 같은 질량 물체가 있으며 모두 목성보다 질량이 약 5~10배 더 큽니다. 이것은 일반적으로 별이 형성되는 과정에 의해 생성된, 발견된 질량이 가장 작은 물체로, 행성이나 갈색 왜성(별이나 행성이 아닌 천체)보다 훨씬 큽니다. 갈색 왜성은 행성보다 질량이 크지만 별만큼 크지는 않습니다.
이 결과는 Astronomical Journal에 게재된 연구의 일부입니다.
“우리는 적외선 파장에서 Webb의 전례 없는 감도를 사용하여 젊은 성단의 가장 희미한 구성원을 검색하고 천문학의 근본적인 질문인 빛이 얼마나 멀리 떨어져 있는지 해결하려고 노력했습니다. 별과 같은 몸체는 어떻게 형성될 수 있습니까? “별처럼 형성되는 가장 작은 자유 부유 물체는 근처 별을 공전하는 거대한 외계 행성과 질량이 겹치는 것으로 나타났습니다.”
이러한 관찰은 천문학자들이 항성 물체가 형성되는 다양한 방식을 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다.
이번 연구의 주저자이자 존스 홉킨스 대학의 천체물리학자인 아담 랭필드(Adam Langfield)는 성명에서 “우리는 별 형성 과정의 미개척지를 탐구하고 있습니다. 만약 당신이 어린 목성과 비슷하게 생긴 물체를 갖고 있다면 아마도 그럴 것입니다. 적절한 조건에서 별이 되는 것이 가능할까요?” “별과 행성의 형성을 이해하는 데 중요한 맥락입니다.”
별은 일반적으로 가스와 먼지 구름으로 구성됩니다. 별이 형성되고 남은 물질은 행성의 형성으로 이어집니다. 그러나 행성과 유사한 별이 형성될 가능성도 있다고 연구 저자들은 말했다.
“우리의 관찰에 따르면 자연은 적어도 두 가지 다른 방식으로 행성 질량 물체를 생성한다는 것이 확인되었습니다. 하나는 별이 형성되는 방식인 가스와 먼지 구름의 수축이고, 다른 하나는 목성이 했던 것처럼 젊은 별 주위의 가스와 먼지 원반입니다. 우리 태양계”라고 Jayawardana는 말했습니다.
새로 발견된 천체 중 하나의 질량은 목성 행성 5개, 즉 지구 질량의 약 1,600배에 해당하는 것으로 추정됩니다. 물체를 둘러싸고 있는 먼지 원반은 그것이 별과 유사하게 형성되었을 수 있음을 보여줍니다. 가스와 먼지가 많은 원반이 행성을 생성할 수 있기 때문에 행성과 유사한 물체도 “아기” 행성을 형성할 수 있을 가능성이 있습니다.
이번 연구의 공동저자이자 영국 세인트앤드루스대학교 천체물리학자 알렉스 슐츠(Alex Schulz)는 “거대 행성과 비슷한 질량을 가진 이 작은 물체는 자체 행성을 형성할 수 있을 것”이라고 말했다. “이것은 우리 태양계의 훨씬 작은 규모의 소형 행성계를 위한 보육원이 될 수 있습니다.”
연구팀은 웹 망원경을 사용하여 인간의 눈에는 보이지 않는 적외선으로 성운을 자세히 연구했으며 희귀한 현상을 관찰했습니다. 행성의 질량을 가진 천체를 동반한 갈색 왜성입니다.
“이러한 쌍은 수축하면서 부서진 구름으로부터 쌍성계가 형성되는 방식으로 형성되었을 가능성이 높습니다”라고 Jayewardana는 말했습니다.
“자연이 만들어내는 시스템의 다양성은 놀랍고 우리가 별과 행성 형성 모델을 개선하도록 이끈다.”
천문학자들은 여전히 자유롭게 떠다니는 불량 세계가 어떻게 형성되고 진화하는지에 대한 통찰력을 얻으려고 노력하고 있습니다. 행성과 같은 물체가 처음에 별 주위에 형성되어 주위를 공전했지만 다른 물체와의 중력 상호 작용으로 인해 서로 멀어졌을 가능성이 있습니다.
악성 행성은 Webb이 연구한 성운 물체의 약 10%를 차지하지만, 이 신비한 물체는 은하계 전체에서 여전히 희귀한 것으로 간주됩니다.
앞으로 팀은 Webb 망원경을 사용하여 이러한 물체에 대해 더 많은 것을 연구하여 자신의 작은 행성계를 어떻게 형성할 수 있는지 알아볼 것입니다.
2027년 5월 발사되면 NASA의 낸시 그레이스 로마 우주 망원경은 수백 개의 불량 행성을 발견하고 천문학자들이 이러한 유목 세계의 비밀을 밝히는 데 도움을 줄 수 있습니다.
