글/ 소로(萧路)
【정견뉴스】
2019년 천문학자들이 아주 특이한 혜성을 하나 발견했다. 발견자의 이름을 따서 보리소프(Borisov) 혜성이라 명명된 이 혜성은 태양계 내부에 속하지 않는 일종의 성간(星間)혜성이다. 당시 이 혜성은 시간당 약 11만 마일의 속도로 태양계를 지나갔는데 이는 인류가 최초로 관측한 성간혜성이었다.
그런데 최신 연구에 따르면 보리소프 혜성이 유일한 사례가 아니며 현재 태양계 밖에 대량의 성체(星體)들이 태양계로 진입할 가능성이 있다고 한다.
하버드 스미소니언 천체물리센터 천문학자 아미르 시라즈(Amir Siraj)와 아비 로브(Avi Loeb)가 진행한 최신 연구에 따르면 태양계 멀리 오르트 구름(Oort Cloud)에 포함된 성간물질의 수량이 태양계에 속한 천체를 뛰어넘는다고 한다.
“최초의 성간혜성을 관측하기 전에 우리는 태양계 속에 얼마나 많은 성간물질이 존재하는지 몰랐습니다. 현재 행성계(行星系) 형성이론에 따르면 성간의 방문객은 당연히 항성(恒星)계통 원주민보다 적을 것으로 봤습니다.”
그런데 이번 발견을 통해 의외로 태양계 밖에서 아주 많은 성체들이 태양계 내로 밀려들어오고 있음을 알 수 있다.
시라즈가 지적한 대로 보리소프 혜성의 관측 결론에 근거해 계산하더라도 부정확성이 아주 컸다. 하지만 이런 부정확성을 감안하면 성간 방문객의 수는 태양계 원주민을 뛰어넘는다.
“예를 들어 우리가 매일 1마일 길이의 철도를 관측하는데 한 자동차가 이 철도를 가로지는 것을 발견했다고 합시다. 그럼 그날 내가 관찰한 것은 이 철도를 관통하는 자동차가 1마일마다 매일 한 대라고 말할 수 있을 겁니다.”라고 시라즈는 설명했다.
“그런데 만약 어떤 믿을 만한 이유에 근거해 이런 관측 결과가 우연한 사건이 아니라면 그럼 철도 교차로에 검사소를 하나 설치해서 차량흐름에 대한 통계를 만든다면 철도를 관통하는 전체차량의 상황에 대해 진일보로 결론을 내릴 수 있을 겁니다.”
정말로 이번 연구에서 말하는 것처럼 태양계 밖에서 대량의 성간 방문객이 존재한다면 우리는 왜 지금까지 단 하나의 성간혜성만 관측했을까? 이에 대한 대답은, 시라즈에 따르면, 우선 관측기술이 부족하다는 것이다.
두 번째로, 오르트 구름은 태양에서 약 2천억~100조 마일에 해당해 체적이 아주 방대하지만 항성과는 달리 스스로 빛을 내는 성체가 없다. 바로 이런 두 가지 요소 때문에 태양계 외부의 작은 천체는 관측이 아주 어려운 것이다.
한편, 이번 논문의 공동 저자인 아비 로브 교수는 “태양계 행성 구역의 성간물질은 아주 보기 드물지만 우리의 연구에 따르면 오르트 구름의 암흑구역 속에 있는 성간물질이 태양계 내 물질보다 더 자주 볼 수 있음을 알 수 있다.”고 명확히 지적했다.
그럼, 대체 어떤 이유로 외부 태양계 구역 성간물질의 수량이 태양계 자체보다 많아질 수 있을까? 태양계 밖에 나타난 어떤 극렬한 변화 내지는 또 다른 원인이 있는 것은 아닐까? 아직은 관측이 너무 부족해서 그 대답을 알 수는 없지만, 연구팀에서 지적한 것처럼, 지금보다 더 나은 관측 기술이 있으면 이 새로운 결과를 입증하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.
시라즈는 2022년 건설 예정인 베라 루빈 천문대가 성간물질 수색에 대해 돌파가 될 수 있고 또 보리소프와 같은 성간 여행객을 발견하는데 도움을 줄 수 있을 거라고 했다. 이외에도 중국 중앙연구원이 주도하는 해왕성 밖 자동 엄폐조사(Transneptunian Automated Occultation Survey, TAOS II)는 전문적으로 태양계 먼 곳의 혜성을 탐사하기 위해 설계된 것으로 중도에 만나는 성간 방문객을 관측할 가능성도 있다. 이 계획은 빠르면 올해 시작된다.
시라즈는 오르트 구름 속에 대량의 성간물질이 존재한다는 것은 행성계가 형성될 때 남겨진 파편들이 전에 알려진 것보다 훨씬 많다는 뜻이라고 설명했다.
“성간물질에 대한 연구는 태양계 행성계통 및 다른 행성계통이 형성된 비밀을 푸는데 도움을 줄 수 있을 겁니다.”
이 연구는 8월 23일 ‘왕립 천문학회 월간 공지(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)’에 발표되었다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/269919