주변 도는 왜성 갉아먹는 ‘뱀파이어 별’[달콤한 사이언스]

86.65분마다 공전하는 쌍성계
밝고 뜨거운 적색왜성의 열점
갈색왜성의 물질 먹으며 빛나

86.65분 주기로 서로의 주위를 공전하는 갈색왜성(오른쪽)과 적색왜성(왼쪽)으로 구성된 ‘ZTF J0440+2325’ 쌍성계의 상상도. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 제공

미국 매사추세츠공과대(MIT)를 중심으로 영국, 스페인, 이스라엘, 독일 공동 연구팀은 자신의 주위를 공전하는 천체를 조금씩 먹어 치우는 태양보다 작은 별(항성)을 찾았다고 7일 밝혔다. 이는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’(10월 6일 자)에 2편의 논문으로 실렸다.

연구팀은 ‘츠비키 과도천체 관측시설’(ZTF) 자료를 분석해 갈색왜성과 적색왜성이 86.65분마다 한 바퀴씩 서로를 도는 쌍성계 ‘ZTF J0440+2325’를 발견했다. 연구팀은 5개 파장 대역에서 빛을 측정해 적색왜성 표면에 밝고 뜨거운 ‘열점’(핫스팟)이 있는 것을 확인했다. 모델링 결과 갈색왜성의 물질이 적색왜성으로 곧바로, 그리고 꾸준히 흘러 들어가며 열점을 만드는 것으로 나타났다. 이런 현상이 직접 관측된 것은 이번이 처음이다. 이 쌍성계는 지금 같은 상태를 최소 1000만년, 길게는 수십억년까지 이어갈 것으로 분석됐다.

또 다른 논문은 우주망원경과 탐사 위성 등이 관측한 젊은 백색왜성 ‘HS 0209+0832’를 재분석했다. 그 결과 이 백색왜성에서 아연·구리·니오븀 같은 무거운 원소는 많이 나오는 반면 규소는 아주 적고 철은 전혀 없는 특이한 화학 조성을 가진 것으로 확인됐다. 이 별의 밝기는 4.39일 주기로 규칙적으로 변했는데 주위를 도는 거대 행성 때문으로 확인됐다. 연구팀은 이 행성이 백색왜성에 물질을 제공하는 ‘2세대 거대 행성’의 후보로 추정했다.

이번 두 연구는 질량이 작은 쌍성계가 어떻게 진화하는지 이해하는 데 실마리를 주는 동시에 백색왜성 주변에 존재하는 ‘2세대 행성’이라는 새로운 하위 유형을 제시한 것으로 평가됐다.

유용하 과학전문기자