Webb, 행성 형성 충돌의 단서를 먼지에서 찾다

James Webb Space Telescope를 사용하는 천문학자들이 다른 별 주변에서 거대 충돌의 흔적을 보여 주는 광물학적 단서를 발견했다. 암석형 행성이 형성되는 과정을 더 선명하게 들여다볼 수 있게 된 것이다.

연구진은 Webb 관측 결과와 임무를 마친 Spitzer 망원경의 데이터를 결합해 따뜻한 먼지가 이례적으로 많은 항성계 21곳을 연구했다. 이러한 드문 먼지 원반은 태양계에서 지구와 다른 암석형 행성이 공전하는 영역에 해당하는 곳에 자리 잡고 있다.

적외선 관측에서는 크게 두 종류의 잔해가 드러났다. 일부 원반에는 흑요석 같은 화산 유리에서 발견되는 물질인 실리카가 풍부하다. 연구진은 이를 암석을 기화시킬 만큼 강력한 충돌의 증거로 해석하며, 화성 크기의 천체가 충돌했을 가능성이 높다고 본다. 다른 원반에는 실리카가 거의 없으며, 달 크기에 가까운 천체들 사이의 비교적 작은 충돌이나 비스듬히 스치는 충돌로 생겼을 수 있다.

이 차이는 우리의 기원에도 단서를 제공한다. 과학자들은 화성 크기의 천체가 초기 지구에 충돌한 뒤 달이 형성됐다고 생각한다. 연구자들은 충돌하는 천체를 직접 보지 않고도 먼지를 통해 다른 곳에서 일어난 비슷한 격변을 조사할 수 있다.

실리카가 풍부한 원반은 나이가 약 3억 년 미만인 별 주변에서만 나타났으며, 이는 암석형 행성의 형성 시기에 관한 모형과 일치한다. 다만 표본 가운데 그보다 오래된 항성계는 세 곳뿐이어서, 가장 강력한 충돌이 실제로 시간이 흐를수록 줄어드는지 확인하려면 추가 관측이 필요하다.