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)