[아하! 우주] 떨어진 계급…항성에서 갈색왜성으로 ‘강등’당한 별 발견

인간이 보기에 태양과 같은 별은 영원불멸한 존재로 여겨진다. 태양 같은 별의 수명은 인간과는 비교할 수 없을 만큼 길기 때문이다. 하지만 태양 역시 오랜 세월 후에는 적색 거성으로 커진 후 백색왜성으로 최후를 맞이하게 된다.

그런데 별의 진화는 생각보다 복잡하게 될 수 있다. 예를 들어 적색 거성으로 진화되기 전 별의 위치에서 강등당하는 경우도 생길 수 있다. 물론 흔한 일은 아니지만, 불가능한 일도 아니다.

사우샘프턴대학의 과학자들은 지구에서 730광년 떨어진 J1433이라는 희미한 쌍성계를 관측했다. 칠레의 고산 지대에 있는 거대 망원경인 VLT(Very Large Telescope)에 설치된 X 슈터라는 특수 장비를 이용해서 관측한 결과 이 쌍성계는 갈색왜성 하나와 매우 가까운 거리에 있는 백색왜성으로 이뤄져 있었다.

갈색왜성은 흔히 실패한 별이라고 불린다. 그 이유는 태양질량의 0.08배 수준으로 질량이 적어서 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지할 수 없기 때문이다. 중수소 등을 이용한 핵융합 반응은 가능한데, 생성되는 에너지가 적어 매우 어둡다.

J1433의 갈색왜성은 지금은 목성 질량의 60배 정도지만, 백색왜성과의 가까운 거리를 고려할 때 본래 가지고 있던 물질의 90%를 빼앗긴 것으로 보이기 때문이다. 백색왜성이나 중성자별, 블랙홀이 동반성에서 물질을 빼앗는 경우는 흔하지만, 이렇게 높은 비율로 빼앗기는 경우는 드물게 알려졌다.

본래 J1433은 태양질량의 70% 정도 되는 별과 그보다 큰 동반성으로 구성되었다. 그러나 큰 쪽이 먼저 핵연료를 다 소모한 후 백색왜성으로 변했고 이후 동반성에서 물질을 빼앗아 본래는 태양보다 조금 작은 별이었던 동반성을 갈색왜성으로 만든 것이다. 쉽게 말해 별에서 강등당해 그 아래 등급인 갈색왜성이 된 것이다.

이렇게 강등당하는 경우는 물론 흔한 경우가 아니지만, 별의 진화가 우리가 상상하는 것 이상으로 다양하게 일어날 수 있음을 보여주는 좋은 사례다.

사진=Rene Breton, 맨체스터대학

고든 정 통신원 jjy0501@naver.com