(The new discovery is only 14 percent the size of the sun and is the new record holder for the star with the smallest complement of heavy elements. It has about the same heavy element complement as Mercury, the smallest planet in our solar system. Credit: Kevin Schlaufman/JHU)
케빈 쉬라우프만 교수 (Kevin Schlaufman, a Johns Hopkins University assistant professor of physics and astronomy)가 이끄는 존스 홉킨스 대학 연구팀이 빅뱅 직후 생성된 오래된 별을 확인했습니다. 2MASS J18082002-5104378 B라고 명명된 이 작은 별은 나이가 135억년 정도로 역대급으로 오래된 별 가운데 하나입니다.
빅뱅 직후에는 우주에 수소와 헬륨, 그리고 미량의 리튬 이외에는 다른 원소가 없었습니다. 따라서 이 때 형성된 1세대 별은 이런 화학적 구성을 하고 있었습니다. 다만 당시에는 지금보다 우주가 현저하게 작고 가스의 밀도가 높았기 때문에 태양 질량의 수백배의 거대한 별이 생성됐다가 바로 초신성 폭발을 일으키며 무거운 원소를 남기고 사라진 것으로 여겨집니다.
하지만 당시에도 가볍고 오래가는 별이 생성됐을 것입니다. 별의 질량이 작을수록 오래 살기 때문에 당시 형성된 작은 별은 지금까지도 생존해 있을 수 있습니다. 하지만 넒은 우주에서 이런 별 하나를 찾아낸다는 것은 백사장에서 구슬 하나를 찾는 것과 다른 바 없습니다. 연구팀은 사실 다른 별을 관측하다가 작은 동반성의 존재를 확인했으며 그 스펙트럼을 확인하던 중 리튬보다 무거운 원소가 거의 없다는 사실을 확인했습니다.
2MASS J18082002-5104378 B는 오래됐다는 점을 제외하고 생각해도 여러 모로 독특한 별입니다. 별의 크기는 태양 지름의 14%에 불과해 사실 목성보다 약간 큰 정도입니다. 거의 적색왜성과 갈색왜성의 경계에 있는 별로 극도로 연료 소모가 적어 앞으로도 수명이 엄청나게 많이 남은 상태입니다. 사실 아직 인생의 1%도 지나지 않은 별일 가능성이 높습니다.
또 다른 특징은 이 별이 극도로 무거운 원소가 적다는 것입니다. 무거운 원소를 모두 합치면 수성 질량에 불과한 수준으로 기존 기록을 지닌 별이 화성 정도의 질량을 지닌 것과 비교해도 작습니다. 태양의 경우 목성 질량 14배의 무거운 원소를 지닌 것과 대비됩니다. 마지막 특징은 다른 오래된 별과 달리 태양과 비슷한 은하 디스크 궤도를 돌고 있다는 점인데, 아직 그 이유는 모릅니다.
2MASS J18082002-5104378 B는 우주에 생각하기 힘든 독특한 존재가 있다는 점을 보여줍니다. 연구팀에 의하면 이는 우주에 1000만 분의 1 정도로 극히 희귀한 존재입니다. 과학자들은 이런 독특한 사연을 지닌 별을 계속해서 찾아낼 것입니다.
참고
Kevin C. Schlaufman et al, An Ultra Metal-poor Star Near the Hydrogen-burning Limit, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aadd97
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