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2017년 2월 18일 토요일

우주 이야기 628 - 적색 왜성 주변은 살만한 장소일까?



(출처: 나사)


 우주에서 가장 흔한 별은 사실 태양보다 질량이 작은 적색왜성(red dwarf)입니다. 큰 별보다 작은 별이 더 많은 건 사실 당연한 일이죠. 적색왜성은 태양 질량의 40% 미만에서 안정적인 수소 핵융합을 유지할 수 있는 최소 질량인 8% 사이의 별로 낮은 온도 때문에 붉게 보입니다. 물론 방출하는 에너지도 매우 낮은 편입니다. 그런 만큼 역설적으로 수명은 매우 긴 별로 가늘고 길게 가는 별이라고 할 수 있습니다. 


 과학자들은 적색왜성 주변에서 많은 외계 행성을 찾아냈습니다. 그리고 이 외계 행성 가운데는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 것도 존재합니다. 예를 들어 태양계에서 가장 가까운 프록시마 b 같은 경우가 그렇습니다. 




 하지만 적색왜성 주변의 행성이 과연 생명체가 생존하기에 적합한 환경인지에 대해서는 많은 논쟁이 오가고 있습니다. 적색왜성 주변에 액체 상태이 물이 존재할만큼 따뜻한 행성이 존재하기 위해서는 아주 가까운 거리에서 공전해야 합니다. 


 그런데 이 거리에서는 강력한 항성풍이나 플레어, 코로나 물질 방출 (CME)에 취약할 수밖에 없습니다. 적색왜성 자체가 방출하는 에너지는 작지만, 플레어 같은 표면 활동은 활발하기 때문입니다. 


 나사의 태양 과학자인 블라디미르 에이랍페티안(Vladimir Airapetian, a solar scientist at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland)과 그의 동료들은 적색왜성 주변의 행성이 대기를 온전히 유지할 수 있는지 이론적인 연구를 진행했습니다. 


 케플러 미션 및 다른 여러 관측 데이터를 통해서 알려진 바에 의하면 적색왜성은 강력한 플레어와 항성풍을 지니고 있습니다. 적색왜성 주변의 액체 상태의 물이 있을 법한 행성은 지구 - 태양 거리보다 10배에서 20배 정도 가까운 거리에서 공전하기 때문에 강력한 X선과 자외선에 노출됩니다. 


 이 강력한 방사선은 대기 중의 분자와 원자를 이온 상태로 만들게 됩니다. 이온 상태의 수소는 비교적 쉽게 항성풍에 의해 우주로 탈출합니다. 연구팀에 의하면 적색왜성 주변 행성의 경우 비교적 큰 산소나 질소 이온도 탈출이 가능합니다. 즉 지구와 비슷한 형태의 대기를 갖추기 쉽지 않다는 것입니다. 이 손실은 화산 활동이나 혹은 혜성 충돌로 보충되기 어려운 수준이라고 합니다. 




(동영상) 


 물론 이는 이론적인 예측이기 때문에 이것만으로 적색왜성 주변 행성의 환경을 알기는 어렵습니다. 결국 차세대 망원경을 통해서 직접 관측하는 것이 확실한 답을 알아내는 유일한 방법입니다. 앞으로 어떤 결과가 나올지 이목이 쏠리는 이유입니다. 


 참고 





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