(Two space-based telescopes teamed up with ground-based observatories to observe a microlensing event caused by a brown dwarf. Credit: NASA/JPL-Caltech)
갈색왜성은 태양 질량의 0.08% 미만의 질량을 가진 천체로써 우주에 매우 흔한 존재입니다. 이 천체는 보통 실패한 별이나 혹은 행성과 별의 중간 단계에 있는 천체로 알려져 있습니다. 갈색왜성은 안정적인 수소 핵융합 반응을 불가능하지만, 중수소 등을 이용한 미약한 핵융합 반응은 일으킬 수 있어 관측 자체는 행성보다 더 용이합니다. 지금까지 수많은 갈색 왜성이 별 주변에서 관측되었습니다.
그런데 과학자들은 이제까지 발견된 갈색 왜성의 대부분이 별에서 멀리 떨어진 위치에 있다는 사실을 알아냈습니다. 3AU (1AU는 지구 태양 간 거리) 안쪽 궤도를 도는 갈색왜성은 전체의 1% 수준에 불과했습니다. 과학자들은 이를 갈색왜성 사막 (brown dwarf desert)라고 불렀습니다.
나사의 스피처 우주 망원경과 스위프트 X 선 위성, 그리고 마이크로 중력 렌즈 효과 (중력에 의한 빛에 굴절이 렌즈 처럼 작용하는 것) 를 이용한 나사의 연구팀은 OGLE-2015-BLG-1319 라는 갈색왜성을 찾아냈습니다. Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE) 연구에서 찾아낸 이 갈색왜성은 목성 질량의 30배에서 65배 사이의 질량을 가지고 있으며 분광형 K 의 적색왜성 주변을 공전하고 있습니다.
연구팀에 의하면 이 갈색왜성의 궤도는 0.25AU 혹은 45AU 일 것이라고 합니다. 만약 전자라면 갈색왜성 사막에 존재하는 천체이기 때문에 과학자들의 관심을 모으고 있습니다.
비록 갈색왜성이 행성보다 크고 약간은 에너지를 내놓고 있기 때문에 행성보다 관측이 용이하긴 하지만, 그렇다고 해도 여전히 관측이 어려운 점은 변하지 않습니다. 이번 관측은 마이크로렌즈 및 두 개의 망원경을 이용한 새로운 관측 기법으로 갈색왜성을 발견했다는 점에서 의의가 있습니다.
연구팀은 사실 생각보다 갈색왜성 사막에 많은 갈색왜성이 존재할 가능성에 주목하고 있습니다. 따라서 앞으로 이 방법을 이용해서 더 많은 관측이 이뤄질 것으로 생각됩니다.
마이크로렌징 효과는 잘 보이지 않는 작은 천체를 찾아낼 때 유리한 방법입니다. 앞으로 이를 통해 갈색왜성, 행성은 물론 위성도 언젠가 발견할 날이 올 것으로 기대합니다.
참고
Y. Shvartzvald et al. THE FIRST SIMULTANEOUS MICROLENSING OBSERVATIONS BY TWO SPACE TELESCOPES:ANDREVEAL A BROWN DWARF IN EVENT OGLE-2015-BLG-1319, The Astrophysical Journal (2016). DOI: 10.3847/0004-637X/831/2/183
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