지식보관소_ 항성을 행성으로 바꾸는 방법

 

 

요즘 날씨가 많이 더워졌는데요.

이렇게 날씨가 더워지는 이유는

지구의 자전축이 23.5도 기울어져 있고

이 때문에 북방구가 태양을 향하기 때문입니다.

 

사실 더 근본적인 이유는

하늘에 떠 있는 태양이 항성이기 때문이죠.

 

태양처럼 스스로 빛과 에너지를 내는 천체는

[항성]이라고 부르고

지구나 금성이나 화성, 목성과 같이

스스로 빛을 내지 않는 천체를 [행성]이라고 부릅니다.

 

항성과 행성의 이러한 차이는

[핵융합]이라고 하는 물리적 현상에서 비롯됩니다.

 

핵융합은

고온, 고압의 상태에서

압력이 극단적으로 높아지게 되면

[전자기력]이 밀어내는 [척력]을 이겨내게 되고

[양성자]끼리 서로 합쳐지게 되는 현상으로

이 과정에서 [질량]이 소실이 되고

소실된 질량이 [에너지로] 변하게 되면서 [빛]을 내게 됩니다.

 

하지만 이렇게 행성과 함성이 나뉘어지게 되는 가장 큰 요인은

결국엔 [질량]입니다.

태양 반경 1광년 내에 존재하는

수천 조개가 넘는 모든 행성들과 달, 소행성, 해성, 바윗덩어리 등

모든 천체들의 질량을 다 더해도

태양 질량의 0.01%밖에 되지 않습니다.

 

태양 주변 1광년 내에 있는 태양을 포함한

이 수천 조개가 넘는 모든 천체를 다 합쳐도

99.86%가 태양으로 이루어져 있습니다.

 

즉 태양계는 99.86%가 태양이므로

태양계에 아무리 많은 천체가 있다고 한들

태양계는 태양이라고 볼 수가 있는 것이죠.

 

이 정도로 우리가 흔히 행성이라고 말하는 천체의 질량과

항성이라고 부르는 천체의 질량은

어마어마하게도 큰 차이가 존재합니다.

 

태양의 부피는

지구의 100만 배 이상으로

70억 인구가 살고 있는 지구 100만 개가 태양 안에 들어갑니다.

 

따라서 태양 같은 항성은

이렇게 높은 질량으로 핵융합을 다하고

백색왜성이 되어서도 행성이라고 볼 수가 없는

무지막지한 [표면중력]과 질량을 자랑합니다.

 

한마디로 한 번 항성으로 태어난 천체는

무슨 일이 있어도 행성이 될 수 없다는 것이죠.

아니, 그렇다고 생각을 해왔습니다.

 

천문학자 앤드루킹은

나사의 찬드라 엑스레이 위성과

XMM-Newton 우주망원경을 이용하여

GSN-069라는 천체를 관측했습니다.

 

이 천체는 작은 은하로

역시나 [블랙홀]을 포함하고 있습니다.

관측 결과 흥미롭게도

이 천체에서 9시간마다 강력한 엑스레이를 방출하는 폭발이

주기적으로 일어나는 게 관찰이 되는데요.

 

이 데이터를 분석한 결과 굉장히 놀라운 사실을 발견합니다.

이 천체는 블랙홀 주변에서 백색왜성이 공존을 하고 있는 형태였습니다.

얘기한 것처럼 백색왜성은

태양 같은 함성의 잔해이기 때문에

핵융합이 끝났어도 엄청난 질량과 표면중력

그리고 여전히 뜨거운 온도를 자랑합니다.

 

하지만 이 천체에서 발견된 블랙홀과 백색왜성은

지금까지는 보지 못한 전혀 새로운 형태였습니다.

 

관측 결과 블랙홀 주변을 공전하는 백색왜성은

공전 궤도가 블랙홀의 이벤트 호라이즌 근처에 달할 정도로

아슬아슬한 궤도를 그리고 있었던 것이죠.

 

백색왜성은 표면중력이

일반 행성과는 비교도 안 될 정도로 높아서

우리가 백색왜성에 착륙을 하면

엄청난 중력에 의해서 바로 짜부라질 텐데요.

 

그런 만큼 백색왜성은

표면의 물질을 우주로 잃어버리기가 쉽지가 않습니다.

하지만 이 천체는 블랙홀에 굉장히 근접해서 지나가는 동안

순간적으로 블랙홀의 중력이

백색왜성의 표면 중력보다도 강해지는 시기가 있어서

백색왜성의 표면 물질이 블랙홀에 빨려들어가고 있었던 것입니다.

 

그러니까 이 천체는 블랙홀에 의해서 질량을 잃어버리고 있는

굉장히 희귀한 천체였습니다.

굉장히 심각한 타원궤도를 그리면서

9시간마다 블랙홀에 가장 가까이 접근하게 되는데

이때마다 표면에서 떨어져 나간 물질이 블랙홀에 흡수되게 되고

그로 인해서 엑스레이를 방출하고 있었던 것입니다.

 

연구 결과에 의하면 이 천체들은

현재의 궤도를 계속해서 유지할 것으로 보이며

현재와 같은 상황이 1조 년 이상 반복될 경우

해당 백색왜성은 질량의 상당수를 잃어

백색왜성의 지위에서 박탈돼서 행성으로 강등될 것으로 보입니다.

블랙홀이 별을 행성으로 바꿔버리고 있는 것이죠.

 

백색왜성이 탄소까지 핵융합을 한 상태였다면

아마 최종적으로 이 천체는 [탄소행성]이 되게 될 것으로 생각합니다.

물론 백색왜성이었던 과거 때문에

중심핵의 [밀도]가 높아서

중력은 일반 행성에 비해서 훨씬 더 강하겠지만

질량을 충분히 잃는다면

착륙해서 탐사가 가능한 수준 정도의 행성이 되겠죠.

 

사실상 아무리 과학기술이 발달한다고 해도

백색왜성의 무지막지한 표면중력과

높은 온도로 탐사가 불가능하다는 것을 생각을 해보면

블랙홀이 별을 재료로 해서

하나의 행성을 [창조]해 내는 것인데요.

 

별이 행성이 된다는 것은 상상도 하기 힘든 일이었는데

그런 일이 실제로 일어나고 있다는 걸 보면

우주는 정말로 넓고 참 신기한 것 같습니다.

그럼 이만.