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[경제] Science 게재 일자 : 2019년 09월 02일(月)
한국이 찾은 은하계 ‘작은 빛’… 우주탄생 비밀 알려줄까
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- 관측사상 가장 먼 거리 ‘왜소신성’ 발견

천문연, 전세계 3곳 천체망원경으로 왜소신성 발견
원시은하와 비슷한 헤일로 위치해 과학적 의미


별은 태어나고 죽는다. 별 구름(星雲) 속에서 고밀도 기체 덩어리인 원시별이 처음 형성되고, 질량에 따라 조금씩 다른 진화과정을 거치다가 초신성·블랙홀·중성자별·백색왜성 등으로 생을 마친다. 스스로 빛을 내는 항성(恒星)은 팽창하려는 내부 핵융합과 수축시키려는 외부 중력 사이에서 균형을 잡으며 삶의 대부분을 보낸다. 그러나 핵융합의 수소·헬륨 재료가 떨어지면 충분한 열을 내지 못한 채 식어가면서 결국 중력에 져서 쪼그라들게 된다.

우주 속 별의 과반수는 단독이 아닌 2개 이상 별이 함께 존재하는 쌍성(雙星)이다. 우리 태양계와 달리, 태양이 2개 있는 쌍성계(binary system)가 더 흔한 것이다. 그중 한 별은 죽어가면서 동반성(同伴星)으로부터 빛을 만드는 물질을 재공급받아 갑자기 밝아지는데 가장 밝은 것은 초신성(超新星), 다음은 신성, 마지막이 왜소신성이다. 왜소신성은 상대적으로 어두워 발견하기 힘들다.

한 달 전 한국천문연구원(천문연) 연구팀은 관측 사상 가장 먼 왜소신성을 발견, 천문학 최상위 학술지 ‘미국 천체물리학 저널(The Astrophysical Journal) 8월 1일 자에 논문을 실었다. 지금까지 발견된 왜소신성들은 대부분 지구로부터 거리 3000광년 이내 태양계 근처에 있었다. 이번에 모습을 처음 드러낸 ‘KSP-OT-201611a’는 우리은하의 가장자리인 헤일로(halo)에 있다. 지구에서 2만4000년 광년 거리다. 종래 왜소신성보다 8배나 멀다.

헤일로는 은하에서 가장 나이가 많다. 원시은하의 구성 성분과 비슷해 우주의 탄생 비밀을 풀 단서로 기대된다. 특히, 아직 정체가 밝혀지지 않은 우주의 주성분 중 하나인 암흑물질(dark matter·27%)을 포함하고 있을 것으로 추정된다. 암흑물질은 전자기파, 즉 빛과 상호작용하지 않으면서 질량을 가진 수수께끼의 물질이다. 우리가 아는 우주인 별과 은하 등 눈에 보이는 물질은 단 5%에 불과하다. 대다수 암흑에너지(68%)와 암흑물질은 말 그대로 미지의 어둠에 싸여 있다.

우리나라가 발견한 왜소신성의 이름에는 ‘Korean’이 붙어 있다. 2009년 프로젝트를 시작, 2015년 10월 문을 연 외계행성탐색시스템(KMTNet·Korea Microlensing Telescope Network)의 10년 결실이다. KMTNet은 남반구 칠레·호주·남아프리카공화국 3곳 천문대의 망원경으로 24시간 우리은하를 관측하는 한국의 ‘우주 창문(Universe window)’이자, 한국의 ‘잠들지 않는 우주 눈(Universe eye)’이다.

원래 지구와 닮은 외계행성을 발견하는 게 주목적이지만 초신성·소행성·외부은하 등 부수 연구도 병행한다. 이번 왜소신성도 초신성을 관측하던 천문연 탐사팀이 찾아냈다. 김상철 천문연 은하진화그룹 선임연구원은 “우리 조상은 초신성을 비롯한 손님별(客星) 관측의 세계 최첨단 연구자들이었다”며 “후손들도 최근 수십 년간 망원경 등 기초과학 투자를 바탕으로 글로벌 첨단 연구에 들어섰다. 조선 초의 과학부흥을 21세기에 다시 기대해본다”고 말했다.

노성열 기자 nosr@munhwa.com


■ 용어설명

신성 : 쌍성계에서 물질이 강착원반을 돌다가 백색왜성 표면에 많이 쌓이면 핵반응이 일어나면서 왜소신성이 밝아지는 것보다 훨씬 크게 밝아지는데 이런 별을 신성(新星·nova)이라고 한다.

초신성 : 쌍성계에서 신성 폭발을 일으키고 나서도 동반성으로부터 물질이 계속 유입되면 이 물질들은 백색왜성에 꾸준히 쌓인다. 그러다가 백색왜성의 질량이 태양질량의 1.4배에 도달하면 백색왜성이 급격한 폭발을 일으키는데 이것을 초신성이라고 한다.


헤일로 : 우리은하의 중앙 팽대부와 원반을 둘러싸면서 가장 넓은 범위까지 퍼져 있는 부분이다. 희뿌연 안개처럼 천체들의 밀도가 희박하게 퍼져 있어 구름 같다고 해서 헤일로라고 부른다. 은하 내에서 가장 나이 많은 천체들이 모여 있어 은하 형성의 흔적들을 간직한다고 알려져 있다.
e-mail 노성열 기자 / 경제산업부 / 부장 노성열 기자의 다른 기사보기
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