지구에서 약 90광년 떨어진 곳의 희미한 백색왜성과 그 주변을 도는 잔해들의 나이가 무려 100억 살이 넘는 것으로 나타났다. 이는 우리 은하에서 발견된 항성과 행성계 중 가장 오래된 것 중 하나로 제시됐다.  

질량이 큰 별은 항성진화 마지막 단계에서 블랙홀이나 중성자별이 된다. 하지만 태양과 비슷한 질량을 가진 대부분의 별은 핵융합 연료를 소진한 뒤에는 표면층 물질을 날려버리고 남은 물질이 축퇴되며 식어 청백색으로 빛나는 ‘백색왜성’으로 변한다. 그리고 궁극에는 더는 빛을 내지 못하는 암체가 된다.  

백색왜성 주변의 행성은 궤도가 바뀌거나 파괴되고 그 잔해는 항성 표면으로 내려온다. 그런데 이런 과정에 있는 100억 년 이상 된 백색왜성 행성계를 찾아낸 것이다. 

영국 워릭대학 연구팀은 유럽우주국(ESA)의 관측 인공위성 가이아(GAIA)와 유럽남방 천문대(ESO) 초거대 망원경(VLT)에 장착된 분광기인 X-슈터(Shooter)의 광도 및 분광 자료를 활용해 두 개의 극단적인 백색왜성을 분석했다.  

우선 두 별은 모두 행성 잔해로 오염돼 있다. 하지만 ‘WDJ1922+0233’은 이례적일 만큼 별빛이 푸르고 ‘WDJ2147-4035’는 지금까지 발견된 백색왜성 중 가장 희미하고 붉은색을 띠고 있다.   

X-슈터는 별빛의 다양한 파장을 분석해 대기에 어떤 원소를 얼마나 가졌는지를 악할 수 있다. WDJ1922+0233은 지구의 대륙 지각과 성분이 비슷한 행성 잔해로 오염돼 있는 것으로 보였다. 또 WDJ2147-4035보다는 약간 더 젊은 별로, 헬륨과 수소가 이례적으로 섞인 대기가 별빛을 더 푸르게 만드는 것으로 분석됐다.  

WDJ2147-4035의 대기에는 거의 대부분 헬륨만 있다. 또한 금속 소듐과 리튬, 칼륨 등이 발견되고 탄소도 일시적으로 포착됐다. 대기에서 발견된 행성 잔해는 백색왜성이 되는 과정에서 살아남은 옛 행성계에서 온 것으로 가장 오래된 행성계라는 결론에 이르는 근거가 됐다. 

논문 제1저자인 박사과정 대학원생 아비게일 엘름스는 “금속으로 오염된 별은 지구가 유일하지 않으며 지구와 비슷한 다른 행성이 있다는 점을 보여주고 있다. 우리 은하에서 지구와 비슷했던 행성 잔해로 오염된 가장 오래된 별을 찾아냈으며, 이런 과정이 지구가 형성되기도 전에 시작돼 100억 년 넘게 진행됐다고 생각하니 놀랍다”라고 말했다.    

 *에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=41360
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