별의 행성 포식 현상을 사상 처음으로 발견! 태양도 40억년 후에 지구를 집어삼킬 수 있다고 합니다.

 

 

 최근 태양과 유사한 별이 행성을 삼켰을 때의 모습을 사상 처음으로 관측했습니다. 그런데 태양도 약 40억년 후에는 같은 모습을 보일것이라고 하는데요. 약 40억년 후 지구의 최후를 미리 살펴본 셈입니다.

​ 우리은하 내, 지구에서 1만 2천광년 떨어진 독수리자리 근처에서 ZTF SLRN-2020이라고 불리는 폭발적인 방사선이 관측되었는데요. 이 현상에서 항성이 10일간 기존의 밝기에서 100배 이상 밝아졌다고 합니다. 이러한 현상의 원인이 항성 근처의 행성을 태우면서 발생한 것으로 추측하고있는데요.

​ 태양과 비슷한 별들은 자기가 가지고있는 수소를 헬륨으로 핵융합하며 빛과 열을 뿜어냅니다. 이때 항성의 수소 연료를 다 써 버리면, 핵이 수축하고 외부 껍질이 팽창하며 냉각됩니다. 이를 적색거성이라고 하는데요. 이러한 단계에서 항성은 원래 직경의 100배에서 1000배까지 부풀어 오르며, 근접한 궤도에 있는 행성들을 삼킵니다. 과학자들은 수십 년 동안 이러한 현상의 증거를 발견해 왔지만, 직접 관측한 적은 없었다고 합니다.

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적색거성이 근처 행성을 집어삼키는 모습의 상상도. 이미지 제공 : International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani

 

 이 발견은 캘리포니아의 팔로마 옵저버토리 천문대(Palomar Observatory)에서 수집한 데이터를 분석하여 처음 발견되었는데요. 이후 미국 캘리포니아 팔로마 천문대의 Zwicky Transient Facility, 하와이의 켁 천문대(Keck Observatory) 및 NASA의 NEOWISE 우주 망원경에서 데이터를 수집하여 분석하였습니다. 연구팀은 항성이 100배나 밝게 빛나는 폭발에서 나오는 빛의 스펙트럼을 분석했는데요. 주변에 뜨거운 가스가 있는 항성과 달리 이 빛의 원천은 주로 차가운 가스로 둘러싸여 있다는 사실을 발견했다고 합니다. 또한 하와이의 켁 천문대 에서 수집한 동일한 별의 데이터를 조사하면서 매우 낮은 온도에서만 존재할 수 있는 분자도 발견했습니다.

​ 더불어 과학자들은 별에서 나오는 가시광선의 짧은 폭발이 6개월 동안 천천히 사라지는 매우 밝은 근적외선 신호를 동반한다는 것을 발견했습니다. 이것은 이 별의 발광이 매우 큰 양의 먼지 형성과 함께 일어난 것임을 보여주는데요. 연구팀은 이어, 이 별의 초기 발광으로 방출된 총 에너지가 지금까지 관측된 별의 병합 사례 중 1,000분의 1 수준으로 매우 적다는 사실을 확인하였습니다. 이는 이 별과 합체한 물체가 우리가 알고 있는 다른 별보다 약 1,000배 작은 물체여야 한다는 것을 의미합니다. 이를 토대로 연구팀은 행성이 항성에 집어삼켜지며 이 폭발이 일어났다는 것을 밝혀냈습니다. 이 항성의 초기 질량은 태양의 0.8에서 1.5배였으며, 항성에 휩쓸려 들어간 행성의 질량은 목성의 1에서 10배였다고 합니다.

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별이 점점 커지며 행성을 집어삼키는 모습 진행과정.이미지 제공 : International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani ​

 

 연구팀은 이번 발견이 우주에서 행성이 별에 휩쓸려 들어가며 어떤 일이 일어나는지를 알리는 중요한 발견이라고 강조하며, 앞으로는 적외선 관측이 더욱 더 발전하게 될 것이므로 이와 같은 사건을 더욱 많이 발견할 수 있을 것이라고 전망하고 있습니다. 또한, 이번 발견으로부터 우리는 행성이 그들의 항성에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 중요한 데이터를 얻을 수 있을 것이라고 기대하고 있습니다.

​ 이번 연구는 미국 매사추세츠 공과대학의 천체물리학연구소와 하버드대, 캘리포니아 공대 등이 공동으로 수행한 연구이며, Nature에 발표되었습니다.