50억년 후 지구 운명? 주변 행성 삼키는 별 처음 포착

미 연구진, 행성이 주변 항성에 흡수되 발산한 신호 관측

별이 행성을 삼키는 모습이 처음으로 포착됐다.

태양과 같은 항성은 시간이 지남에 따라 팽창하고 온도가 낮아지면서 붉은 빛을 띄는 적색거성이 된다. 이때 항성 주변을 공전하는 행성들이 항성에 삼켜질 것으로 과학자들은 보고 있다. 하지만 실제로 항성이 행성을 흡수하는 과정이 관측된 적은 없다.

MIT와 하버드대학 등 연구진이 항성이 주변 행성을 삼키는 과정에 나타난 것으로 보이는 신호를 포착했다. 이들의 연구 결과는 3일(현지시간) 학술지 '네이처(Nature)'를 통해 공개됐다. 

행성이 항성에 흡수되는 과정 (자료=네이처)

연구진은 2020년 지구에서 1만 2천 광년 떨어진 우리 은하 아킬라별자리 근처에서 약 10일 간 다른 별들보다 100배 이상 하얗고 밝게 빛나다 사라진 별 폭발 현상을 관측했다. 이후 물질이 낮은 온도를 가졌음을 보이는 보이는 신호가 6개월에 걸쳐 방출됐다. 이 현상은 캘리포니아공과대학(칼텍)이 운영하는 천체관측장비 '츠비키 순간포착시설(ZTF)'에 관측돼 'ZFT SLRN-2020'이라는 이름을 얻었다.

연구진은 당초 이 현상이 두 항성이 충돌하며 밝은 빛을 내는 적색신성 현상이라고 생각했다. 하지만 적색신성에 비해 밝기가 약하고, 별들이 충돌할 때 방출하는 수소와 헬륨도 관측되지 않았다. 도리어 온도가 낮은 곳에서만 존재하는 물질들의 분자가 관측됐다. 밝게 빛나는 뜨거운 별에서 차가운 곳에서만 있을 수 있는 물질이 나온 것이다.

이후 온도가 낮은 물질을 감지할 수 있는 적외선 관측 등 다른 천체관측소의 다양한 관측 데이터들을 종합, 연구진은 항성이 다른 항성과 충돌한 것이 아니라 주변의 행성을 흡수한 결과 나타난 현상이라는 결론을 내렸다. 별에서 나온 에너지가 일반적인 항성 간 충돌에서 나오는 에너지의 1천 분의 1 수준에 불과했기 떄문이다.

연구진은 질량이 목성과 비슷하거나 최대 10배 정도 큰 행성이 모항성에 흡수되며 이런 현상이 벌어진 것으로 분석했다. 6-12년에 걸쳐 항성과 행성이 서로 상호작용하다 결국 흡수된 것이다. 태양계 최대 행성인 목성의 질량은 태양의 1천 분의 1 수준이다.

논문 제1저자인 MIT 카블리천문우주연구소 키셜레이 디 박사는 "항성이 행성을 흡수하는 과정이 실제로 일어나는 것을 실시간으로 관측한 것은 처음"이라고 말했다.

스마드라 나오즈 캘리포니아주립 로스앤젤리스대학교 교수는 '네이처'에 별도로 실린 리뷰 아티클에서 "거대한 행성이 항성에 너무 가깝게 다가갔다가 결국 흡수되었다"라며 "행성이 항성에 흡수되는 일이 벌어지기 위한 조건을 확인하기 위해 후속 관측이 필요하다"라고 말했다.

태양이 내부의 연료를 소진하고 적색 거성이 될 때 지구도 이와 비슷한 운명을 겪을 가능성이 크다. 다만, 이는 약 50억 년 후의 일이다. 이번 연구는 항성과 행성의 수명과 상호작용 등에 대한 이해를 높이리란 기대다.