한커(韓珂)
【정견망】
우리 태양계가 어떻게 탄생했는지 알아내기 위해 천문학자들은 젊은 별들을 관찰한다. 그러나 일반적으로 이러한 별들은 너무 멀리 떨어져 있어 선명하게 관측하기가 어렵다. 최근 천문학자들이 지구 앞마당 격인 위치에서 새로 태어난 아기 별을 발견하고 ‘AP 콜룸배(AP Columbae)’라는 이름을 붙였다. 이 별은 중심핵에서 아직 핵융합 반응이 일어나지 않은 매우 젊은 별로, 지구에서 불과 27광년 떨어져 있다. 과학자들은 이 별을 통해 형성 중인, 혹은 서서히 식어가는 궤도 행성들의 헤일로를 엿볼 수 있을 것으로 기대하고 있다.
차가운 성간 먼지 구름이 자체 중량으로 인해 붕괴할 때 별이 탄생한다. 압축이 진행됨에 따라 가스 구름이 뜨거워지고, 어둠을 뚫고 빛을 발산하면서 새로운 별이 태어난다. 하지만 이 단계의 별은 일반적인 별처럼 핵융합 반응을 동력으로 삼지 않는다. 우리 태양 역시 과거에 이와 유사한 ‘전주계열성(Pre-main sequence)’ 단계를 거쳤다. 이후 중심핵이 충분히 뜨거워지고 양성자가 압축되어 헬륨을 형성하면서 비로소 현재와 같이 열핵반응을 동력으로 삼는 ‘주계열성(Main sequence)’ 단계에 진입하게 된 것이다.
AP 콜룸배는 오리온자리 남쪽에 있는 비둘기자리에 위치해 있다. 미국 애틀랜타 조지아 주립대학교의 천문학자 애드릭 리들(Adric Riedel)은 “AP 콜룸배는 여전히 붕괴하며 주계열성을 향해 나아가고 있다”고 설명했다. 그의 연구팀은 이 별의 시차를 측정해 거리를 파악하는 과정에서 이 별이 이례적으로 밝다는 사실을 발견했다. 이 별은 어두운 붉은색을 띠고 있지만, 같은 색상을 가진 일반 주계열성 직경의 두 배에 달해 원래 있어야 할 밝기보다 4배나 더 밝다.
리들 박사는 “이 별이 젊다는 가장 강력한 증거는 리튬(Lithium)을 함유하고 있다는 점”이라며 “전주계열성은 대부분 중력 수축을 통해 빛을 내지만, 상대적으로 낮은 온도에서 일어나는 핵반응으로 인해 리튬을 소비합니다. 그래서 태양처럼 성숙한 별들에는 리튬이 거의 남아있지 않습니다”고 말했다. 리들 박사와 동료들은 《천문학 저널(The Astronomical Journal)》 10월호를 통해, 높은 리튬 함량은 AP 콜룸배가 지금까지 발견된 전주계열성 중 지구와 가장 가까운 별임을 의미한다고 보고했다.
캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스(UC 버클리)의 천문학자 스티븐 스탈러(Steven Stahler)는 “그들이 매우 정밀한 연구를 해냈다”며 “이 별은 정말로 진짜 전주계열성이다”라고 평가했다. AP 콜룸배는 강력한 자기장을 지니고 있어 선명한 신호를 방출하고 있다.
만약 이 별에 행성들이 존재한다면 그 행성들 역시 매우 젊을 것이며, 탄생 당시의 열을 그대로 간직하고 있어 천문학자들이 감지할 수 있는 근적외선 빛을 내뿜고 있을 것이다. 캐나다 토론토 대학교의 천문학자 레이 자야바르다나(Ray Jayawardhana)는 “이러한 젊은 별들이 가까이 있을수록 그 주변 행성들을 직접 촬영하기가 훨씬 수월해진다”며 “지구와 가깝기 때문에 멀리 떨어진 별 주변의 세상보다 더 상세한 정보를 밝혀낼 수 있을 것이며, 이들이 워낙 젊기 때문에 우리 태양계 탄생 초기의 모습이 어땠는지 보여줄 수도 있다”고 전했다.
자야바르다나 박사는 인근의 또 다른 젊은 별들이 이미 상당한 정보를 밝혀주었다고 지적했다. 천문학자들은 지구에서 63광년 떨어진 젊은 별인 화가자리 베타(Beta Pictoris)에서 거대 행성을 포착한 바 있으며, 32광년 떨어진 전주계열성 현미경자리 AU(AU Microscopii) 주변에서도 먼지 원반을 관측한 바 있다.
그렇다면 왜 AP 콜룸배처럼 젊은 별이 지구와 이토록 가까운 곳에 있는 것일까? 리들 박사는 약 450광년 떨어진 돛자리(Vela)에 위치한 ‘IC 2391’이라는 젊은 성단(비둘기자리 인근)을 주목했다. 그는 이 성단의 한 별이 폭발하면서 발생한 가스가 넓은 우주 공간으로 퍼져나가 새로운 별들을 형성했을 것으로 추측했다. 비록 수백 광년씩 떨어져 있지만, 이 별들은 ‘아르고스 성협(Argus association)’이라는 이름 아래 같은 방향으로 뭉쳐서 이동하고 있다. AP 콜룸배 역시 아르고스 성협의 천체들과 운동 방향이 일치하므로, 약 4,000만 년 전(우리 태양 나이의 고작 1%에 불과한 시기)에 이들과 동시에 형성되었을 가능성이 크다.
참고자료: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/09/baby-star-found-on-earths-doorst.html?ref=hp
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/77473