글/ 소로
【정견뉴스】
항성이 노쇠해 사망(폭발)하는 것은 그 행성계(行星系 planetary system)에 속한 행성들에게는 그야말로 끔찍한 재난이다. 항성이 사망하는 과정에 대량의 방사선을 방출하거나 심지어 폭발의 충격 때문에 대부분의 행성이 살아남을 수 없기 때문이다.
그런데 모든 일에는 예외가 존재하기 마련이다. 천문학자들은 최근 최초로 행성계 중의 한 행성이 항성의 사망이란 재난에도 운 좋게 살아남았고 더욱이 예전 항성이 사망한 후 생긴 백색왜성 주변을 여전히 돌고 있는 것으로 확인되었다.
이 행성계통은 목성과 비슷한 크기의 행성 하나와 하나의 백색왜성(白色矮星)으로 구성되어 있다. 행성의 궤도 역시 목성과 유사해 우리 은하중심 부근의 백색왜성을 돌고 있다.
이번 연구의 제1저자인 호주 태즈매니아 대학의 박사 후 연구원 조슈아 블랙먼은 “이번 증거는 항성과 충분히 거리가 떨어진 행성은 항성이 사망한 후에도 계속해서 존재할 수 있음을 입증합니다.” “이것과 유사한 우리 태양계를 비교해보면 목성이나 토성은 태양이 적색거성 단계에 도달해도 살아남을 수 있다는 것을 보여줍니다.”라고 했다.
“반면 지구는 태양과 너무 가까워서 그다지 낙관적이지 않습니다.” 이번 논문의 저자 중 한명인 미국 메릴랜드 대학의 데이비드 베넷의 말이다. “만약 인류가 태양이 적색거성 단계에 도달해 지구가 불타기 전에 목성이나 토성의 위성으로 이주할 수 있다면 우리 인류는 계속해서 태양을 에워싼 궤도위에 남을 수 있습니다. 다만 태양이 아주 장시간 백성왜성으로 존재하기 때문에 태양의 열량에 의존할 수는 없습니다.”
백색왜성은 우리 태양과 유사한 크기의 항성이 사망한 후 탄생한다. 항성의 생명주기에서 최후의 단계에 해당하는데 항성은 중심핵의 모든 수소를 태워버리고 난 후 적색거성으로 팽창한다. 그 후 스스로 백색왜성으로 수축되는데 그곳에는 단지 치열하고 치밀한 핵심(核心)만 남는다. 백색왜성의 크기는 통상 지구 정도이며 질량은 우리 태양의 절반 정도다.
이 치밀한 항성의 시체(백색왜성)는 너무 작아서 더는 핵연료로 빛을 내는 복사를 할 수 없다. 때문에 백색왜성은 아주 어두워서 관측하기가 아주 어렵다.
미국 하와이에 위치한 케크 천문대(Keck Observatory)의 레이저유도 항성적응 광학시스템과 근적외선 카메라(NIRC2)로 얻은 고해상도 사진에 따르면 이번에 새로 발견된 백색왜성은 대략 태양 질량의 60%였고 주위를 도는 거대 행성은 기체 상태로 목성보다 약 40% 무거웠다.
특이한 것은 연구팀에서 이 행성의 숙주(宿主)항성을 찾을 때 의외로 별빛이 너무 어두워서 일반적인 주계열성으로 보기 힘들었기 때문이다. 하지만 데이터 분석 결과 숙주가 갈색왜성일 가능성을 배제할 수 있었다.
“이미 중성자별이나 블랙홀이 숙주가 될 가능성은 충분히 배제된 상태라서 이는 이 행성이 일종의 죽은 별인 백색왜성을 따라 돌고 있음을 의미입니다.” 이번 논문 저자의 한명인 호주 태즈매니아 대학의 장 필립 보류(Jean-Philippe Beaulieu) 교수의 말이다.
“이 연구는 우리에게 태양계의 미래와 태양이 재난적으로 멸망한 이후 우리 지구의 모습을 엿볼 수 있게 해줍니다.”
연구팀은 앞으로 자신들의 발견을 통계연구에 포함시켜 과연 얼마나 되는 백색왜성이 완전한 행성계를 지니고 있는지 알아볼 예정이다. 미래에 보다 많은 관측을 통해 천문학자들은 목성과 유사한 행성이 보편적으로 그것들의 항성이 멸망하는 과정 중에 살아남을 수 있는지 아니면 대부분의 행성이 주성을 따라 훼멸되는 지 여부를 결정할 수 있을 것이다.
이번 연구는 10월 13일 네이처 잡지에 발표되었다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/270993