"50억년 후 지구의 미래"...행성 집어삼킨 별, 세계 첫 관측

팽창하는 별에 빨려 들어가 행성이 타는 모습 상상도.〈사진=International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani〉

우주에서 별이 팽창하며 주위에 있는 행성을 집어삼키는 모습이 사상 처음으로 포착됐습니다.

미국 매사추세츠공대(MIT) 카블리 천체물리학우주연구소와 하버드대, 캘리포니아공대(Caltech) 등 공동연구팀은 오늘(4일) 과학저널 네이처(Nature)에서 1만2000광년 떨어진 독수리자리 근처에서 이런 현상을 포착했다고 밝혔습니다.

연구팀은 10일 동안 100배 이상 밝아졌다가 사라진 특이한 별 폭발 현상을 관찰했는데, 죽음을 앞둔 별이 주변 행성을 집어삼키는 현상이라는 결론을 내렸습니다.

행성을 이미 집어삼켰거나 삼키기 직전의 별 모습은 이전에도 관측됐지만, 이 현상이 진행 중일 때 포착한 것은 이번이 처음입니다.

이는 50억년 후 수소와 헬륨을 소진하고 팽창해 적색 거성이 될 태양에 빨려 들어갈 지구의 최후를 미리 보는 셈이라고 연구팀은 설명했습니다.

태양 크기의 별은 수소 대부분이 핵융합으로 헬륨이 되면 중심부에서 헬륨 핵융합으로 탄소가 되는 반응이 시작됩니다. 이 반응으로 남은 수소가 별 외부 층으로 밀려나 팽창하면 원래보다 수천 배 이상 큰 적색 거성이 됩니다.

별이 팽창하며 주변 행성을 집어삼키는 모습을 그린 인포그래픽. 〈사진=International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani〉

태양도 50억년 후 수성, 금성, 지구까지 빨아들일 정도로 큰 적색 거성이 될 것으로 학계는 예측합니다.

이번에 포착한 행성을 집어삼키는 별은 2020년 5월 캘리포니아공대가 운영하는 팔로마 천문대의 광역 천체 관측장비 '츠비키 순간포착 시설(ZTF)'에서 관측돼 'ZTFSLRN-2020'으로 이름 지어졌습니다.

태양 크기의 0.8~1.5배로 추정되는 이 별은 10일 동안 이전보다 100배 이상 밝아졌다가 빠르게 사라졌습니다.

이때 고온의 백색 섬광이 나왔는데, 이후 이 별에서는 아주 차가운 물질들에서만 나올 수 있는 신호가 오랫동안 나왔습니다.

논문 제1 저자 겸 교신저자인 카블리 천체물리학우주연구소의 키샬레이 데 박사는 처음에는 별 2개의 쌍성계가 합쳐지는 것으로 분석했습니다.

그러나 후속 관측에서 고온의 백색 섬광 이후 방출된 에너지 총량이 과거 별들이 결합할 때 보인 에너지의 1000분의 1에 불과하다는 사실을 알게 됐습니다.

키샬레이 데 박사는 "이는 별에 빨려 들어간 것의 질량이 우리가 관측해온 다른 별의 1000분의 1 정도여야 한다는 의미"라면서 "목성의 질량이 태양의 1000분의 1 정도인 것을 고려하면 별이 집어삼킨 것은 질량이 목성 정도이거나 최대 목성의 10배 이하인 행성으로 보인다"고 설명했습니다.

그는 "태양이 지구를 집어삼킬 때 외계문명이 1만 광년 떨어진 곳에서 우리를 관찰하고 있다면 태양이 갑자기 어떤 물질을 방출하면서 밝아졌다가 주변에 먼지가 생기고 원래 모습으로 돌아가는 것을 보게 될 것"이라며 "우리는 지구의 미래를 보고 있는 것"이라고 덧붙였습니다.