우주

#PDS 70

7건의 기사

Jupiter, left, and Saturn, right, are seen during the “great conjunction” where the two planets appear a tenth of a degree apart from one another, Monday, Dec. 21, 2020, from Washington, DC. Photo Cre
행성과학·태양계

미분화 천체 파편의 차등 삭마로 거대행성 원형위성원반의 얼음 함량 설명… 얼음 풍부한 이아페투스 형성 제시

arXiv에 공개된 연구는 외태양계 분화 천체에서 떨어져 나온 얼음·암석 파편의 차등 삭마(ablation)와 포획으로 목성·토성 위성계 전반의 얼음 농축과 반지름 약 700km의 이아페투스에 필요한 얼음 물질 공급을 설명할 수 있다고 제시했다. 크기 1m~1km, 표준 크기분포 지수 p=3.5, 질량 기준 30% 얼음을 포함한 공급원을 가정한 고정 반경거리 토성 계산에서는 토성 반지름 20배 거리에 얼음 비율 0.66(증기화된 암석만 전달) 또는 0.50(암석 용융물 잔류 포함)의 물질이 쌓이고, 60배 거리에서는 거의 순수한 얼음이 공급된다. 가스를 반복 통과하는 3차원 궤적을 추적하면 얼음 비율은 20배 거리에서 약 0.4, 60배 거리에서 약 0.9로 나타났으며, 목성 계산도 비슷한 얼음 농축과 갈릴레이 위성 영역의 조성 구배를 보였다. 다만 연구진은 위성미행성의 안쪽 이동이 최종 위성 조성을 바꾼다는 점을 지적하고, PDS 70 행성계에 대한 함의도 짧게 논의했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

The husband-and-wife team of Bob Meyer and Marta Bohn-Meyer flew as flight test engineers on high-speed experiments flown on the triple-sonic SR-71 at NASA Dryden.
행성과학·태양계

PDS 70 항성 나이 재추정: 운동학적 분석으로 12~16Myr 제시, 행성 형성 시점 논쟁 촉발

원시행성계 원반 속 두 개의 원시행성이 직접 촬영된 유일한 천체계 PDS 70에 대해, 연구진이 ANU 2.3m 망원경의 WiFeS 분광기로 전갈자리-센타우루스자리 T 하위집단 후보 405개 천체의 시선속도를 측정하고 가이아(Gaia) DR3 측성 자료와 결합해 새로운 운동학적 나이를 도출했다. Chronostar 운동학 재구성 프레임워크를 적용한 결과 T 하위집단 전체는 약 10~15Myr, PDS 70은 약 12~16Myr로 나타나 기존에 널리 쓰이던 등시선 나이 5.4±1.0Myr보다 훨씬 많았으며, 시선속도 불확실성은 가이아 대비 약 5.5배 줄었다. 이 나이를 적용하면 PDS 70 b(그리고 정도는 덜하지만 c)의 광도는 현재의 역학적 질량 제약 아래에서 웜스타트(warm-start) 냉각 모델과 양립하지 않는다. 연구진은 가장 자연스러운 해석으로 PDS 70 b가 중심별 형성 이후 약 10.5Myr, 최소 약 7.7Myr가 지난 뒤에 형성됐을 가능성을 제시했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

A magnificent view of a dense star cluster with a vibrant nebula at its heart, illuminating the cosmos.
행성과학·태양계

거대행성 강착·원반 소멸 과정의 스케일링 3차원 시뮬레이션 기법 제시

연구진은 유한한 가스 저장고에서 성장하는 행성 쌍을 다루는 가속화된 3차원 시뮬레이션 기법을 개발했다. 환형 영역을 압축하는 '스케일링 A' 기법은 동일한 격자 해상도에서 계산 영역을 줄이면서 주요 물리 변수를 보존하며, 행성 씨앗은 힐 반경이 원반 스케일 높이와 같은 상태로 시작해 3차원 강착을 유지한다. 반지름 압축 인자 Γ=1.75를 적용한 PDS 70 구성에서는 동일 해상도의 비스케일링 계산보다 거의 한 자릿수 빨랐고 강착 질량과 행성 간 가스 분배는 유사했으며, Γ=3의 태양계 구성에서는 약 두 자릿수의 속도 향상이 예측됐다. 데스크톱 컴퓨터의 CPU 8코어에서 스케일링된 PDS 70 및 태양계 계산은 하루도 되지 않아 궤도 사이 가스량을 약 절반으로 줄였다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

View of filter during cleaning on the Active Rack Isolation System (ARIS). Photo was taken during Expedition 34.
천문·천체물리

SIFARI: 자기지도 학습 기반 전파 간섭계 영상 복원 기법 제안

연구진은 외부 학습 데이터셋이나 명시적 공간 정규화 없이 측정된 가시도(visibility)를 직접 피팅하는 자기지도 신경망 워크플로 SIFARI를 제시했다. ALMA 합성 시험에서 SIFARI는 자연 가중(natural-weighting) CLEAN 복원 빔보다 약 8배 좁은 유효 점광원 응답을 얻었고, 짧은 기선(short baseline)이 없을 때 CLEAN보다 확장 플럭스를 더 많이 복원했으며 세 가지 형태 벤치마크 모두에서 복원된 CLEAN 영상보다 높은 영상 충실도를 달성했다. PDS 70 ALMA 관측에 적용해 밝은 외곽 고리와 중심 공동의 희미한 밀집 방출을 함께 복원했고, 긴 기선만 있는 WISPIT 2 데이터에서는 CLEAN 모델이 부적합한 위상 자체보정용 천구 모델을 제공했다. 자체보정을 거친 SIFARI 영상의 RMS 잡음은 자체보정 없이 원본 가시도로 만든 CLEAN 영상보다 약 30% 낮았다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Capture the beauty of the Orion Nebula against a star-studded sky in this breathtaking astrophotography.
천문·천체물리

PDS 70 c 주변 원시행성 원반 3D 시뮬레이션: 먼지 여과로 작은 입자만 유입

연구진은 PDS 70을 기준 사례로 삼아 고해상도 3D 적응형 격자 세분화(AMR) 유체역학 시뮬레이션에 다유체 먼지 성분을 포함시켜, 목성질량 1배(1 M_J)와 2.5배(2.5 M_J) 행성으로의 먼지 강착을 분석했다. 간극(gap) 가장자리의 압력 극대점이 입자 크기에 따른 강한 먼지 여과를 일으켜, 행성으로 유입되는 물질의 먼지 대 가스 질량비가 바깥쪽 원반보다 약 100분의 1 수준으로 낮아졌으며, 1 M_J에서는 약 61μm 이하, 2.5 M_J에서는 약 10μm 이하의 작은 입자만 효율적으로 강착됐다. 다만 작은 입자가 지속적으로 유입되면 수백만 년 이내에 관측된 PDS 70 c의 원시행성 원반이나 갈릴레이 위성급 위성계를 형성할 만한 질량은 공급될 수 있다고 연구진은 밝혔다. 질량이 큰 행성일수록 큰 입자의 강착을 더 효과적으로 차단하기 때문에, 원반에 도달하는 먼지는 밀리미터파 불투명도가 낮은 작은 입자가 지배하게 되며, 입자 성장이 없다면 밀리미터 연속파 관측 해석 시 통상 가정보다 더 큰 총 먼지 질량을 상정해야 할 수 있다고 논문은 지적했다.

arXiv astro-ph.EP (행성계)

Aerial view of a large telescope amid lush forest, highlighting nature and technology.
천문·천체물리

NASA 자료로 확인된 '아기 행성' 엘리아스 2-24 b, 최연소 외계행성 기록 경신

천문학자들이 나이 100만 년 미만인 외계행성 '엘리아스 2-24 b(Elias 2-24 b)'를 지금까지 알려진 가장 젊은 행성으로 확인했다고 NASA가 9월 16일(현지시각) 밝혔다. 칠레 디에고포르탈레스대 안드레아 베르나르디 연구팀은 하와이 W. M. 켁 천문대의 코로나그래프 관측 자료 중 2018년과 2020년 데이터를 다시 분석해, 원반 틈새에서 빛나던 점이 배경 별이나 관측 결함이 아닌 행성임을 확인했다. 이 행성은 지구에서 약 450광년 떨어진 별 엘리아스 2-24를 공전하며 질량은 목성과 비슷하고, 별로부터 지구-태양 거리의 55배 떨어진 곳에서 여전히 가스·먼지 원반의 물질을 끌어모으며 성장 중이다. 기존 최연소 기록은 PDS 70과 WISPIT 2를 도는 행성 4개가 공동 보유했으나 모두 500만 년 이상이었고, 현재 모델은 목성 거리에서 목성 크기 행성이 만들어지는 데 약 500만 년이 걸린다고 예측해 연구진은 행성 형성 모델이 중요한 과정을 놓치고 있다고 지적했다. 연구팀은 8월 30일 발사된 낸시 그레이스 로먼 우주망원경(Nancy Grace Roman Space Telescope)의 더 강력한 코로나그래프가 이런 관측을 한층 쉽게 만들 것으로 기대했다.

NASA

Mars and Comet Siding Spring - October 19, 2014 Caption This composite Hubble Space Telescope image captures the positions of Comet Siding Spring and Mars in a never-before-seen close passage of a com
천문·천체물리

먼 별 주변의 얼음 외계혜성, 지구 물의 기원 설명에 단서

스웨덴 룬드대학교 천문학자들이 젊은 별 PDS 70 주위를 도는 외계혜성의 증거를 찾아냈다. 관측 결과 이 혜성들이 해당 항성계 안쪽 영역으로 물을 운반하고 있는 것으로 보이며, 이는 얼음 혜성이 초기 지구에 물을 전달했다는 가설과 맞닿아 있다.

Universe Today