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2017년 2월 12일 일요일

우주 이야기 627 - 생명의 기본 물질을 지닌 백색왜성



(This artist's concept shows a massive, comet-like object falling toward a white dwarf. New Hubble Space Telescope findings are evidence for a belt of comet-like bodies orbiting the white dwarf, similar to our solar system's Kuiper Belt. The findings also suggest the presence of one or more unseen surviving planets around the white dwarf, which may have perturbed the belt to hurl icy objects into the burned-out star. Credit: NASA, ESA, and Z. Levy (STScI))


 백색왜성은 태양 같은 별이 최후에 남기는 핵연료 잔해라고 할 수 있습니다. 따라서 그 주요 구성 성분은 헬륨 핵융합 반응의 산물인 탄소와 산소입니다. 통상적으로 백색왜성의 대기는 이보다 가벼운 물질인 수소와 헬륨이 주를 이루는 데 이는 별을 구성했던 가스의 일부가 중력에 잡힌 것으로 볼 수 있습니다. 


 과학자들은 여러 백색왜성의 대기를 확인해서 백색왜성의 특징을 연구해왔습니다. 최근 UCLA의 벤자민 줘커만 (Benjamin Zuckerman)을 비롯한 연구자들은 지구에서 200광년 정도 떨어진 백색왜성인 WD 1425+540의 대기에서 독특한 조성을 발견했습니다. 허블 우주 망원경 관측 결과 이 백색왜성의 대기에 탄소, 질소, 산소처럼 보통은 보기 어려운 물질이 존재했던 것입니다. 


 연구팀은 이런 물질이 존재할 수 있는 이유로 이 물질이 어딘가에서 공급되었다는 가설을 세웠습니다. 가장 그럴 듯한 가설은 이 백색왜성 주변으로 카이퍼 벨트와 비슷한 천체의 모임이 있고 아직 발견하지 못한 행성이 있어서 안쪽으로 혜성 같은 천체가 지금도 떨어지고 있다는 것입니다. 다만 이 경우 꼬리를 만들지는 못하지면 백색왜성 가까이 다가가면 조석력의 차이에 의해 파괴된 후 흡수되어 대기에 그 흔적을 남길 수 있습니다. 그러면 생명의 기초 물질을 가진 독특한 대기를 지닌 백색왜성이 나타나는 것입니다.  


 이 흥미로운 백색왜성은 어쩌면 우리 태양계의 미래의 모습일지도 모릅니다. 백색왜성이 된 상태에서도 여전히 카이퍼 벨트 천체는 남을 것이고 목성과 토성 역시 건재할 것입니다. 지구의 운명은 알 수 없지만, 60억 년이 지난 후의 태양계에도 종종 장주기 혜성이 백색왜성이 된 태양을 향해 접근하다 그 근처에서 최후를 맞이하게 될 수도 있는 것이죠. 비록 혜성의 거대한 모습은 더 이상 볼 수 없지만, 그래도 태양계의 사후 세계는 계속되는 셈입니다. 


 참고 


The Chemical Composition of an Extrasolar Kuiper-Belt-Object, The Astrophysical Journal Letters, 836:L7 (6pp), 2017 February 10. DOI: 10.3847/2041-8213/836/1/L7 

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