(Artist's conception of a potential solar companion, which theorists believe was developed in the Sun's birth cluster and later lost. If proven, the solar companion theory would provide additional credence to theories that the Oort cloud formed as we see it today, and that Planet Nine was captured rather than formed in place. Credit: M. Weiss)
우주에는 태양처럼 혼자 있는 별만큼 두 개 이상의 별이 서로의 질량 중심을 공전하는 쌍성계가 흔합니다. 별이 탄생하는 분자 구름에서 별 사이 거리가 가까워 중력으로 묶이기 쉽기 때문입니다. 일부 과학자들은 태양도 사실 동반성이 있었으나 점점 멀어져 지금은 독립했다고 생각하고 있습니다. 하버드 대학의 아비 로에브 교수와 그의 대학원생인 아미르 시라지 (Dr. Avi Loeb, Frank B. Baird Jr. Professor of Science at Harvard, and Amir Siraj, a Harvard undergraduate student)는 이 가설을 지지하는 연구 결과를 발표했습니다.
연구팀은 태양계 가장 먼 곳에 있는 얼음 천체들의 모임인 오르트 구름 (oort cloud)과 현재 가설로 제시되고 있는 9번째 행성 및 먼 거리에 있는 왜소 행성들의 형성 모델을 만들었습니다. 그 결과 태양이 초기에 동반성을 지니고 있었다고 가정할 경우 이 먼 천체들의 생성이 쉽게 설명되는 것으로 나타났습니다.
오르트 구름을 포함해 태양계 먼 곳에 있는 천체들은 태양계 행성을 형성하고 남은 물질들이 모여 만들었다고 보기에는 너무나 먼 곳에 존재합니다. 오르트 구름의 경우 2000AU에서 10만AU까지 매우 먼 거리에 분포하는 것으로 추정됩니다. 사실 너무 멀고 어두운 얼음 천체들이라 망원경으로는 관측이 불가능하며 장주기 혜성의 존재로 이들의 존재를 추정할 수 있을 뿐입니다. 거리상 태양계 초기에 원시 행성계 원반에서 생성되었다고 보기는 어려운 천체들입니다.
연구팀은 태어난 지 얼마 안 된 태양에 비슷한 질량을 가진 동반성이 있을 경우 두 별의 중력을 통해 분자 구름의 천체들을 잡아둘 수 있다고 주장했습니다. 그리고 이후 성단 내 다른 별의 중력 간섭으로 동반성과 헤어진 태양이 남은 얼음 천체와 왜소 행성, 그리고 혹시 있을지 모르는 9번째 행성을 데리고 홀로 서기를 했다는 것입니다.
물론 이 주장은 아무리 그럴 듯 해도 관측을 통해 입증하기는 어렵습니다. 46억년 전 헤어진 태양의 형제는 지금 은하계 어딘가에 평범한 별로 살고 있을 것이라서 나머지 수천억개의 다른 별과 구분이 되지 않습니다. 그러나 연구팀은 앞서 소개한 LSST (Large Synoptic Survey Telescope)가 본격 가동에 들어가면 9번째 행성이나 혹은 오르트 구름 천체를 찾아내 이를 검증할 증거를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
진짜 그런 증거가 있었다면 이산 가족이 된 형제 별의 운명도 궁금합니다. 과연 지구 같은 행성도 있을지, 그곳에도 인간 같은 지적 생명체가 사는지 궁금합니다.
참고
https://phys.org/news/2020-08-sun-life-binary-companion.html
The Case for an Early Solar Binary Companion, arXiv:2007.10339 [astro-ph.EP] arxiv.org/abs/2007.10339
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