지구 이웃별 ‘베가’를 둘러싼 거대 원반의 비밀은 [우주로 간다]

지구 밤하늘에서 밝게 빛나는 별 ‘베가’(Vega)를 둘러 싼 거대 원반에 대한 연구 결과가 발표됐다고 과학매체 라이브사이언스가 6일(현지시간) 보도했다.

베가는 1997년 영화로 만들어진 천문학자 칼 세이건의 공상과학소설 '콘택트(Contact)'에서 외계 신호의 발원지로 설정되면서 유명해진 별이다. 지구와 약 25광년 거리에 있으며 태양보다 2배 무거운 푸른 색 별이다. 지구에서 육안으로 관찰할 때 다섯 번째로 밝은 별로도 알려져 있다.

제임스웹으로 촬영한 베가 주위 원반의 모습. 베가는 먼지와 가스로 가득 찬 매끄러운 원반으로 둘러싸여 있다. 실제 베가는 사진 중앙의 검은 색 원 뒤에 숨겨져 있다. (출처=NASA, ESA, CSA, STScI, 애리조나대학)

베가 주위에는 지름이 약 1천610억km에 달하는 먼지와 가스로 구성된 거대 원반이 둘러싸고 있다. 이는 태양이 생성된 직후인 지금으로부터 약 45억 년 전 태양계 행성을 탄생시켰던 태양 주위의 원반과도 비슷하다.

미국 애리조나 대학 연구진은 제임스 웹(JWST) 우주망원경의 중외선 관측장비 MIRI(Mid-Infrared Instrument)를 사용해 베가를 둘러싼 원반을 관찰해 연구 결과를 발표했다. 해당 논문은 이번 달 초 논문 사전공개 사이트 아카이브(arXiv)에 공개됐으며, 곧 국제학술지 ‘천체물리학 저널’(The Astrophysical Journal)에 소개될 예정이다.

연구진은 “먼지가 많은 베가 원반의 가장 선명한 이미지”라며, “행성의 흔적 없이 팬케이크처럼 매끄럽게 보인다”고 외계 행성의 흔적이 없다고 밝혔다. 해당 논문의 공동 저자 애리조나 대학 천문학자 안드라스 가스파르는 “베가의 원반은 엄청나게 매끄럽다”며, “다른 별 주위의 원반과는 다르기 때문에 신비한 시스템”이라고 설명했다.

허블 우주망원경으로 촬영한 베가 주위의 원반. JWST 이미지보다 해상도는 낮지만 별 주위 원반의 균일성을 보여준다. (출처=NASA, ESA, CSA, STScI, 애리조나대학)

연구진은 JWST 뿐 아니라 허블 우주망원경을 통해서도 베가를 관측했다. 두 망원경에서 촬영한 이미지 모두에서 베가 주변에서 어두운 띠가 자리한 것을 볼 수 있으나 이 띠는 외계 행성이 존재해 생긴 것이 아닌 방사선에 의해 더 작은 먼지 입자가 베가에서 더 멀리 날아간 결과라고 연구진은 추정했다.

연구진들은 베가와 크기, 나이가 비슷한 별인 포말하우트 주위의 원반도 관측했다. 

근처 별인 포말하우드의 원반을 JWST로 촬영한 모습. 포말하우드 원반 주위에는 커다랗고 어두운 균열이 보여 이 영역에는 외계 행성이 존재할 것으로 추정되고 있다. (출처=애리조나 대학, STScI)

두 항성은 비슷하게 보여야 하지만, 포말하우트의 원반에는 훨씬 더 크고 어두운 띠가 자리한다. 연구진은 이는 하나 이상의 외계 행성이 원반에 자리하며 주위의 파편을 제거했다는 신호라고 설명했다.

하지만 연구진들은 베가와 포말하우트가 다른 성질을 갖는 이유에 대해서는 밝혀내지 못했다.

애리조나 대학 천문학자인 케이트 수 연구책임자는 "의아한 점은 두 시스템에서 동일한 물리학이 작용한다는 것"이라며, "차이점은 무엇일까? 별 주위 환경이 그 차이를 만들었을까, 아니면 별 자체가 그 차이를 만들었을까?"라고  밝혔다. 그는 또 "외계 행성계의 범위와 다양성에 대해 다시 생각하게 만들었다"고 덧붙였다.