천문학자들, 원시별 제트 분출을 유도하는 토로이드 자기장 최초 관측

• 연구진은 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 간섭계(ALMA)를 사용하여 원시별 유출류 주변의 토로이드(도넛 모양) 자기장을 최초로 확인함.
• 이러한 자기 구조는 어린 별이 질량을 축적하고 성장하는 데 필요한 각운동량 방출 메커니즘을 설명함.
• 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재된 이 연구는 수십 년 된 자기 원심력 이론을 관측으로 증명함.

별 형성 과정에서의 자기장 역할

• 원시별은 주변 강착 원반에서 물질을 끌어당겨 성장하지만, 물질이 그대로 쌓이면 회전 에너지 때문에 성장이 멈춤.
• 별의 극지방에서 발생하는 강력한 제트와 유출류는 과도한 각운동량을 외부로 방출하여 별의 성장을 도움.
• 기존 이론에 따르면, 빠른 회전 가스가 폴로이드 자기장을 토로이드 형태로 비틀어 자기 호프 응력(magnetic hoop stress)을 발생시키며 바람을 가속하고 정렬함.

관측 결과

• 연구팀은 페르세우스 분자운 내 지구에서 약 960광년 떨어진 이중 원시별 시스템 'NGC 1333 IRAS 4A'를 관측함.
• 유출류에서 방출되는 일산화탄소(CO)의 미세한 편광을 분석하여 자기장의 강도와 형태를 추적함.
• 관측 결과, 자기장이 가스 흐름의 회전 방향과 일치하게 흐름에 수직으로 감겨 있다는 사실을 확인했으며 이는 이론적 예측과 정확히 일치함.
• 자기장 세기는 수천 가우스 분의 1 수준으로 작지만, 원시별로부터 수백 천문단위(AU) 떨어진 거리까지 유출류를 가속하고 정렬하기에 충분함.

연구 의미

• 이번 발견은 태양과 같은 별이 탄생하는 과정을 입증하는 결정적인 근거를 제공함.
• 연구진은 이 자기장 메커니즘이 초대질량 블랙홀 주변의 물질 유입 및 방출 과정을 설명하는 보편적인 원리일 수 있다고 분석함.