명왕성 닮은 '간식' 먹는 백색왜성…"미래 태양계 엿봤다"

별의 잔해 등으로 이뤄진 원반에 둘러싸인 백색왜성 'WD 1647+375'(왼쪽 위)의 모습을 상상해 그린 그림. 명왕성과 유사한 천체의 파편(오른쪽 아래)들이 쪼개지며 백색왜성으로 끌려들어가고 있다. T. Pyle/Caltech, JPL 제공

지구에서 260광년(빛의 속도로 1년간 이동한 거리) 떨어진 늙은 별이 명왕성과 비슷한 천체의 파편을 집어삼키는 장면이 포착됐다. 이번에 관측된 모습이 수십억년 뒤 태양계의 미래와 비슷할 것이라는 예상이 나왔다.

미국 항공우주국(NASA)과 유럽우주국(ESA)은 18일(현지시간) 허블우주망원경으로 작은 천체의 파편을 간식처럼 삼키는 백색왜성을 관측하는 데 성공했다고 밝혔다. 스네할라타 사후 영국 워릭대 물리학과 교수팀의 이번 연구결과는 18일(현지시간) 국제학술지 '영국왕립천문학회 월간지'에 공개됐다.

백색왜성은 태양과 같은 별이 핵융합 연료를 다 소진한 늙은 별이다. 에너지를 더 만들지 못하고 서서히 식는다. 260광년 떨어진 백색왜성 'WD 1647+375'는 지구만 한 크기에 태양 절반 수준의 질량이 고밀도로 압축된 상태다. WD는 백색왜성(White Dwarf)의 약자고 1647과 375는 천문학상 좌표를 의미한다.

연구팀은 허블망원경으로 명왕성과 비슷한 '얼음 천체'가 백색왜성으로 끌려 들어가는 모습을 관측했다. 분석 결과 얼음 천체는 탄소, 황, 질소 등 끓는점이 낮은 휘발성 물질과 산소가 많이 포함돼 태양계의 '카이퍼벨트 천체(KBOs)'와 화학적 구성이 유사했다. 

카이퍼벨트는 태양계에서 해왕성 궤도 바깥의 원반형 영역으로 먼지와 얼음으로 이뤄진 천체들이 모여있는 곳이다. 소행성과 단주기 혜성의 주요 근원지로도 알려졌다.

그동안 별이 백색왜성이 되는 과정에서 혜성 등 카이퍼벨트 천체들은 행성계 밖으로 튕겨 나갈 것으로 예상됐다. 사후 교수는 "백색왜성 주변에서 물이나 얼음 성분을 발견할 거라고 예상하지 못해 놀랐다"고 설명했다. 

연구팀은 "얼음 천체가 기존 백색왜성의 행성계에 있던 천체인지, 별과 별 사이를 날아온 천체인지는 구분하기 어렵다"고 설명했다.

수십억년 후 태양이 백색왜성으로 변한 이후 태양계 모습을 '미리보기' 했다는 주장도 나왔다. 사후 교수는 "아주 먼 미래에 외계 관측자가 우리 태양계를 본다면 이번에 관측된 백색왜성과 비슷한 모습일 것"이라고 밝혔다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1093/mnras/staf1424

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]