외계 생명체 존재 가능성 높은 '쌍성', 이렇게 만들어진다

덴마크 등 공동연구진, 쌍성계 형성 과정 관측...외계 생명체 탐색 가능성 높여

우주에 생명이 있는 또 다른 천체가 있을까?

이를 확인하기 위해서는 우선은 지구와 비슷한 환경에 생명체가 있으리라 간주하고, 우리와 비슷한 환경의 별을 찾을 수밖에 없다. 태양과 비슷한 크기의 별을 중심으로 이뤄진 행성계에 관심을 갖는 이유다.

이러한 항성의 절반 정도는 우리 태양계의 태양과는 달리 쌍성이다. 쌍성은 두 개 이상의 별들이 서로의 인력에 의해 공통 무게중심의 주위를 일정한 주기로 공전하는 항성을 말한다.

쌍성계를 시뮬레이션한 모습 (자료= Jørgensen, Kuruwita et al.)

쌍성계는 행성들이 태양이라는 하나의 항성 주위를 공전하는 우리 행성계와는 다른 방식으로 형성된다.

덴마크와 미국, 대만 등 공동 연구진이 쌍성 주위에 행성이 형성되는과정을 밝혀 23일(현지시간) 학술지 '네이처'에 발표했다. 항성 형태에 따라 행성이 만들어지는 과정에 대한 이해를 높이고, 외계 생명체가 있을 법한 후보 별의 범위를 좁히기 위한 기반 지식이 되리란 기대다.

■ 외계 생명체 있을 가능성 큰 쌍성, 형성 과정은?

연구진은 칠레에 있는 거대 전파망원경 '아타카마 밀리미터/서브밀리미터 전파간섭계(ALMA)'로 지구에서 1천 광년 떨어진 'NGC 1333-IRAS2A' 쌍성계를 관측했다. 이 쌍성계는 형성 초기 단계의 젊은 계로, 가스와 먼지로 이뤄진 원반에 둘러싸여 있다.

또 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 관측을 보완, 현재 시점뿐 아니라 미래의 행성 형성 과정도 예측했다.

관측 결과, 쌍성계를 둘러싼 가스와 먼지의 움직임은 일관된 패턴을 갖지는 않는 것으로 나타났다. 때때로 수백 년에서 수천 년의 짧은 기간 동안 움직임이 갑자기 활발해져 쌍성계가 10-100배까지 밝아졌다 평소 상태로 돌아오기도 했다.

ALMA 전파망원경 (자료=ESO/B)

이는 두 항성이 서로 주위를 도는 동안, 어떤 특정 기간에 중력이 상호작용하면서 주변의 가스와 먼지 원반에 영향을 미쳐 구성 물질들이 항성으로 떨어지게끔 하기 때문일 것으로 연구진은 추정했다.

논문 제2저자인 닐스보어연구소 라지카 쿠루위타 박사는 "물질들이 항성으로 떨어지면 큰 열을 내고, 이 열이 항성을 평소보다 더 밝게 만들 것"이라며 "이러한 폭발로 원반이 흩어지며 주변 행성의 형성에 영향을 미치는 듯 하다"고 설명했다.

■ 혜성 충돌이 생명 탄생에 기여?

연구진은 혜성의 역할에도 주목하고 있다. 혜성에는 생명의 탄생에 필요한 유기 물질과 얼음 등이 다량 포함돼 있는 경우가 많다. 혜성이 행성에 충돌하며 이들 물질을 전달할 수 있다. 후에 쌍성계에서 일어난 강력한 폭발이 주변 가스와 얼음에 영향을 미치면서 행성을 이루는 물질의 화학적 조성을 변화시킬 수도 있다.

연구진은 유기 물질에서 나오는 파장을 감지할 수 있는 ALMA 전파망원경을 통해 쌍성계를 이루는 물질에 대한 화학적 연구도 지속할 계획이다.