“50억 년 후 지구 운명”…행성 집어삼키는 별 포착

별이 수명을 다해 팽창하면서 행성을 집어 삼키는 가상도.NSF

지구에서 약 1만 3000 광년(1 광년은 빛이 1년 동안 가는 거리로 약 9조 4600억km) 떨어진 우주에서 태양과 같은 별이 행성을 집어삼키는 모습이 처음으로 포착됐다. 과학자들은 이같은 현상이 50억 년 후 지구에 일어날 수 있다고 말했다.

미국 매사추세츠공대(MIT)와 하버드대, 캘리포니아공대 공동연구진은 4일 국제 학술지 ‘네이처’에 발표한 논문에서 “죽어가는 별이 확장하면서 자신의 행성을 삼키는 모습을 처음으로 관측했다”라고 밝혔다.

과거에는 행성을 삼킨 별의 모습을 관측하는데 그쳤지만, 행성이 삼켜지는 모습을 포착한 것은 이번이 처음이다. 행성을 삼키는 별은 2020년 5월 캘리포니아공대가 운영하는 팔로만 천문대의 관측 장비 ‘ZTF’에 관측돼 ‘ZTF SLRN-2020′으로 명명됐다. 이같은 현상에 대한 분석에는 미 항공우주국(NASA)의 ‘NEOWISE’ 우주 망원경 등도 동원됐다.

태양과 같은 별은 뜨겁고 밀도가 높은 핵에서 수소가 헬륨으로 융합된다. 이 과정에서 발생하는 엄청난 양의 에너지는 행성 외부에서 내부로 끌어당기는 중력을 상쇄해 별의 형상을 유지한다.

핵융합의 연료인 수소가 고갈될 경우 핵 내부에서는 헬륨이 융합해 탄소가 된다. 수소 융합은 별의 바깥층에서 이뤄지면서 태양과 같은 별은 ‘적색 거성’이 된다. 이후 별의 표면이 팽창하면서 주변의 행성을 집어삼키고 폭발이 일어난다. 별의 수명이 다할 경우 이뤄지는 과정들이다.

이번 연구에 동원된 미 항공우주국(NSAS)의 우주망원경 NEOWISE. NASA 제공

연구진은 별이 행성을 집어삼키면서 폭발하는 순간을 관측하는데 성공했다. 연구진은 “별이 수명을 다할 때 원래 크기의 100~1000배까지 팽창할 수 있음을 확인했다”고 했다. 폭발은 약 100일 동안 지속했다. 연구진은 이 과정에서 방출된 물질과 빛으로 별과 행성의 질량을 추정했다. 그 결과 별은 태양의 0.8~1.5배, 삼켜진 행성은 목성의 1~10배로 추정됐다.

이번 연구는 행성의 진화와 최후에 대해 실마리를 제공할 것으로 기대되고 있다. 연구진은 “이것이 지구의 궁극적인 운명”이라며 “우리는 지구가 지금부터 50억 년 후에 어떤 일을 겪게 될 일을 실제로 보고 있다”라고 설명했다.

50억 년 후 수명이 다해 팽창하면서 적색 거성이 될 태양에 빨려 들어가 최후를 맞을 지구의 모습을 보는 것과 같은 것이다.

최재호 동아닷컴 기자 cjh1225@donga.com