“반짝 반짝 작은별” 진짜 별이 노래를 불렀다

미국 노스캐롤라이나대 연구진
별의 파동 계산하는 모델 개발
천체 관측 정확도 높이는 데 활용 가능
파동으로 만든 음악도 공개

제임스웹우주망원경(JWST)이 이달 12일 촬영한 '로 오피우치 구름 복합체(Rho Ophiuchi cloud complex)의 모습. 이곳은 지구에서 가까운 별의 요람 중 하나로 많은 별이 만들어지고 있다. 최근 미국 노스캐롤라이나대 연구진은 별에서 대기 순환으로 방출되는 파동을 예측할 수 있는 모델을 개발했다. 이를 활용한 음악도 함께 공개했다./미 항공우주국

미국의 천문학자들이 밤하늘을 수놓은 별들이 부르는 노래를 들을 수 있는 방법이 개발됐다. 별의 파동을 예측하는 모델을 개발했는데 천체 관측의 정확도를 높이는 것은 물론 이를 바탕으로 아름다운 음악까지 만들었다.

에반 엔더슨 미국 노스캐롤라이나대 연구원이 이끄는 연구진은 별에서 방출되는 파동에 따라 별의 밝기 변화를 예측할 수 있는 모델을 개발했다고 27일(현지 시각) 밝혔다. 별에서 방출되는 파동의 소리로 만든 음악도 함께 공개했다.

지구에서 밤하늘에 떠있는 별을 바라보면 반짝이는 것처럼 보인다. 지구 대기가 별빛을 굴절시켜 나타나는 현상인데 실제 별이 반짝이는 것과는 다른 현상이다. 별은 실제 우주에서도 반짝이는 것처럼 보인다. 별을 이루는 기체는 온도 차이 때문에 계속해서 순환하는데 이때 나타나는 파동이 별빛의 세기에 영향을 미치기 때문이다. 별에서는 기체의 순환이 일어나기 때문에 거대한 파동이 만들어지지만 지구에서 워낙 멀리 떨어져 있어 소리는 들리지 않는다.

노스캐롤라이나대 연구진은 별의 대기 순환으로 만들어지는 파동이 빛의 세기에 미치는 영향을 계산하기 위해 새로운 컴퓨터 모델을 개발했다. 엔더슨 연구원은 “별의 대기 파동을 이해하면 우주망원경을 통해 별 내부에서 일어나는 일을 예측할 수 있다”고 말했다.

연구진은 지금까지 관측된 별의 대류, 파동의 특성 자료를 바탕으로 시뮬레이션 모델을 만들었다. 별에서 만들어진 파동은 곧바로 방출되지 않고 내부에서 수차례 반사돼 방출된다. 이를 계산하기 위해 별 표면에서 관측한 파동 데이터와 내부에서 반사되는 정도를 예측하는 계산을 더했다.

엔더슨 연구원은 “마치 방음 처리가 된 방에서 음악을 녹음하듯 별 내부에 반사판이 있다고 가정했다”며 “그 결과 기체의 순환이 어떻게 파동을 만드는지 정확히 예측할 수 있었다”고 말했다.

그 결과 연구진이 개발한 모델과 실제 별의 관측 데이터는 일치하는 것으로 나타났다. 연구진은 이 모델을 우주망원경에 적용해 천체 관측의 정확도를 더 높일 수 있을 것으로 전망했다.

연구진은 이 모델을 이용해 별이 내는 소리도 재현했다. 별은 크기와 밝기에 따라 다양한 소리를 내지만, 먼 거리에 있어 실제로는 들을 수 없다. 파동 데이터를 음파로 바꾼 결과 별의 크기에 따라 다른 음을 낸다는 것이 확인됐다. 별의 크기가 크면 총 소리처럼 낮은 폭발음이 들리고 중간 정도 크기의 별에서는 바람 소리와 비슷한 음이 났다. 작은 별에서는 사이렌처럼 날카로운 음이 나왔다.

연구진은 또 별의 소리를 사용해 오케스트라곡 ‘주피터’와 동요 ‘반짝반짝 작은별’도 만들었다.

엔더슨 연구원은 “별에서 방출되는 파동을 음악으로 바꾸면 어떤 느낌일지 궁금했다”며 “별의 파동과 반짝임이 만드는 노래를 들으며 밤 하늘의 별을 보면 새로운 느낌이 들 것”이라고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 천문학’에 이달 27일 소개됐다.

참고자료

Nature Astronomy, DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-023-02040-7

- Copyright ⓒ 조선비즈 & Chosun.com -