50억 년 후 우리 지구가 끝나는 방식 (영상)
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2023-05-08 09:05:40
3'10" 읽기+1.08" 영상
- 처음으로 행성을 삼키는 적색거성 관찰
- 50억년 후 예상되는 시나리오
약 50억 년 후에 우리 태양은 핵의 수소 공급을 모두 소모하고 적색거성이 될 것이다. 핵융합이 이제 껍질로 확산되고 있기 때문에 태양은 계속 팽창하는 반면 표면 온도는 떨어진다. 빨갛게 변한다. 그러면 태양은 점차적으로 태양계의 내부 행성을 삼킬 것이며, 약 80억 년 후에는 아마도 지구도 삼킬 것이다.
천문학자들은 최근 몇 년 동안 노화된 호스트 별에 위험할 정도로 가까이 있는 많은 외계 행성을 발견했다. 적색거성 단계의 좁은 생존자 몇 개도 알려져 있으며 살아남은 두 개의 행성 코어도 삼켜졌다. 그러나 사건 자체 - 적색거성에서 행성의 죽음 -는 천문학 자에 의해 직접 관찰되지 않았다.
먼 별에서 밝은 플레어
이제 처음으로 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 Kishalay De와 함께 작업하는 천문학자들은 적색거성이 "진행 중"인 것을 포착하는 데 성공했다. De와 그의 팀은 실제로 캘리포니아 Palomar Observatory에서 Zwicky Transient Facility(ZTF)를 사용하여 쌍성계에서 방사선 폭발을 찾고 있었기 때문에 이것을 우연히 발견했다. 2020년 5월, 그들은 이상한 점을 발견했다.
"어느 날 밤 갑자기 일주일 동안 100배 더 밝아진 별을 발견했다"고 De는 말했다. "이것은 내 인생에서 본 다른 어떤 별의 폭발과도 달랐다." 가시광선 폭발은 약 10일 동안 지속된 후 상당히 약해졌다. 그것은 Aquila 별자리에서 약 12,000 광년 떨어진 시스템에서 시작된 것으로 보인다. 그 사건이 무엇인지 알아내기 위해 천문학자들은 다음으로 하와이의 켁 천문대에 있는 망원경 중 하나의 분광 데이터를 분석했다.
특이한 분자와 눈에 띄는 적외선 빛
ZTF SLRN-2020이라고 불리는 이 폭발에 의해 방출된 빛은 일반적으로 두 개의 별이 쌍성계에서 상호 작용하는 경우와 같이 수소와 헬륨의 스펙트럼 서명을 거의 포함하지 않는 것으로 밝혀졌다. 대신 나트륨, 마그네슘, 바륨과 같은 다양한 금속의 방출선과 일부 금속 산화물의 신호가 표시되었다. "우리는 매우 차가운 별에서만 그러한 분자를 볼 수 있다"고 De는 설명했다. "하지만 별이 더 밝아지면 보통 더 뜨거워진다." 하지만 여기서는 그렇지 않았다.
그러나 적외선 망원경의 데이터는 약 15개월 동안 지속되는 비정상적으로 밝은 적외선 잔광을 보여주었다. 천문학자들에 따르면, 이 복사는 분출된 물질이 냉각되어 먼지로 응결된 다음 현장 주변에 따뜻한 먼지 고치를 형성하면서 발생했다. "이 사건은 붉은 신성을 연상시킨다"고 천문학자들은 설명한다. 이 사건에서 두 개의 별이 충돌하고 큰 별이 작은 별을 삼켜 버린다.
불타는 행성의 끝
ZTF SLRN-2020은 그러한 별 충돌에서 일반적인 물질 및 에너지 양의 약 1000분의 1에서 10000분의 1만 방출했다. "그것은 여기에서 삼켜지는 물체가 일반적인 별보다 1000분의 1 작아야 한다는 것을 의미한다"며 "이 시점에서 우리는 깨달았다. 우리가 보고 있는 것은 별에 떨어지는 행성이라는 것이다"고 De는 말했다.
적색거성으로 팽창한 별이 행성을 삼키는 모습을 천문학자들이 실시간으로 관측한 것은 이번이 처음이다. "우리는 여기서 삼키기의 마지막 단계를 보고 있다"고 De는 말했다. "그것이 이 발견을 정말 흥미롭게 만드는 것이다. 우리는 수십 년 동안 그 전후를 관찰해 왔지만, 그 행동에서 별을 포착할 수는 없었다. 이제 우리는 행성의 이러한 운명을 관찰했다.” 데이터를 기반으로 천문학자들은 파괴된 행성의 질량이 목성의 1~10배, 별의 질량이 태양의 0.8~1.5배라고 추정한다.
지구의 미래 운명에 대한 전망
흥미진진한 점:
이제 처음으로 관찰된 이 시나리오는 지구가 50억 년 후에 직면할 것을 예상한다.
"우리는 여기서 지구의 미래를 본다"고 De는 말했다. 공동 저자인 애리조나 NOIRLab의 Ryan Lau는 다음과 같이 덧붙인다. “이는 우리 존재의 덧없음을 강조한다. 수십억 년의 존재 후, 우리 태양계는 불과 몇 달 동안 지속되는 최종 플레어에서 분출할 것이다.”
그러나 새로운 관찰을 통해 향후 이러한 다른 이벤트를 더 쉽게 추적할 수 있다. 이제 천문학자들은 어떤 "증상"을 찾아야 하는지 알고 있기 때문이다.
(nature 2023; doi: 10.1038/s41586-023-05842-x)
출처: 매사추세츠 공과대학(MIT), 국립광적외선천문연구소(NOIRLab)
- 처음으로 행성을 삼키는 적색거성 관찰
- 50억년 후 예상되는 시나리오
이것이 우리 지구가 끝나는 방식이다.
천문학자들은 처음으로 행성을 삼키는 적색거성을 관찰했다.
태양계 전망:
천문학자들이 처음으로 행성을 삼키는 적색거성 부푼 별을 관찰했다. 1만2천 광년 떨어져 있는 이 별은 목성 크기의 외계 행성을 산산조각 내고 물질을 우주로 방출했다. 이로 인해 밝은 플레어가 생성되었고 그 후 몇 달 동안 잔광이 지속됐다고 천문학자들은 Nature에 보고했다. 매우 유사한 방식으로 지구는 50억 년에서 70억 년 안에 태양에 의해 삼켜질 것이다.
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| ▲ 천문학자들은 처음으로 행성을 삼키는 적색 거성 부푼 별을 관찰했다(그림). © 국제 쌍둥이자리 천문대/NOIRLab/NSF/AURA, M Garlick/ M Zamani |
약 50억 년 후에 우리 태양은 핵의 수소 공급을 모두 소모하고 적색거성이 될 것이다. 핵융합이 이제 껍질로 확산되고 있기 때문에 태양은 계속 팽창하는 반면 표면 온도는 떨어진다. 빨갛게 변한다. 그러면 태양은 점차적으로 태양계의 내부 행성을 삼킬 것이며, 약 80억 년 후에는 아마도 지구도 삼킬 것이다.
천문학자들은 최근 몇 년 동안 노화된 호스트 별에 위험할 정도로 가까이 있는 많은 외계 행성을 발견했다. 적색거성 단계의 좁은 생존자 몇 개도 알려져 있으며 살아남은 두 개의 행성 코어도 삼켜졌다. 그러나 사건 자체 - 적색거성에서 행성의 죽음 -는 천문학 자에 의해 직접 관찰되지 않았다.
먼 별에서 밝은 플레어
이제 처음으로 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 Kishalay De와 함께 작업하는 천문학자들은 적색거성이 "진행 중"인 것을 포착하는 데 성공했다. De와 그의 팀은 실제로 캘리포니아 Palomar Observatory에서 Zwicky Transient Facility(ZTF)를 사용하여 쌍성계에서 방사선 폭발을 찾고 있었기 때문에 이것을 우연히 발견했다. 2020년 5월, 그들은 이상한 점을 발견했다.
"어느 날 밤 갑자기 일주일 동안 100배 더 밝아진 별을 발견했다"고 De는 말했다. "이것은 내 인생에서 본 다른 어떤 별의 폭발과도 달랐다." 가시광선 폭발은 약 10일 동안 지속된 후 상당히 약해졌다. 그것은 Aquila 별자리에서 약 12,000 광년 떨어진 시스템에서 시작된 것으로 보인다. 그 사건이 무엇인지 알아내기 위해 천문학자들은 다음으로 하와이의 켁 천문대에 있는 망원경 중 하나의 분광 데이터를 분석했다.
특이한 분자와 눈에 띄는 적외선 빛
ZTF SLRN-2020이라고 불리는 이 폭발에 의해 방출된 빛은 일반적으로 두 개의 별이 쌍성계에서 상호 작용하는 경우와 같이 수소와 헬륨의 스펙트럼 서명을 거의 포함하지 않는 것으로 밝혀졌다. 대신 나트륨, 마그네슘, 바륨과 같은 다양한 금속의 방출선과 일부 금속 산화물의 신호가 표시되었다. "우리는 매우 차가운 별에서만 그러한 분자를 볼 수 있다"고 De는 설명했다. "하지만 별이 더 밝아지면 보통 더 뜨거워진다." 하지만 여기서는 그렇지 않았다.
그러나 적외선 망원경의 데이터는 약 15개월 동안 지속되는 비정상적으로 밝은 적외선 잔광을 보여주었다. 천문학자들에 따르면, 이 복사는 분출된 물질이 냉각되어 먼지로 응결된 다음 현장 주변에 따뜻한 먼지 고치를 형성하면서 발생했다. "이 사건은 붉은 신성을 연상시킨다"고 천문학자들은 설명한다. 이 사건에서 두 개의 별이 충돌하고 큰 별이 작은 별을 삼켜 버린다.
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| ▲ 적색 거성에서 행성 죽음의 과정. © 제미니 천문대/NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld |
불타는 행성의 끝
ZTF SLRN-2020은 그러한 별 충돌에서 일반적인 물질 및 에너지 양의 약 1000분의 1에서 10000분의 1만 방출했다. "그것은 여기에서 삼켜지는 물체가 일반적인 별보다 1000분의 1 작아야 한다는 것을 의미한다"며 "이 시점에서 우리는 깨달았다. 우리가 보고 있는 것은 별에 떨어지는 행성이라는 것이다"고 De는 말했다.
적색거성으로 팽창한 별이 행성을 삼키는 모습을 천문학자들이 실시간으로 관측한 것은 이번이 처음이다. "우리는 여기서 삼키기의 마지막 단계를 보고 있다"고 De는 말했다. "그것이 이 발견을 정말 흥미롭게 만드는 것이다. 우리는 수십 년 동안 그 전후를 관찰해 왔지만, 그 행동에서 별을 포착할 수는 없었다. 이제 우리는 행성의 이러한 운명을 관찰했다.” 데이터를 기반으로 천문학자들은 파괴된 행성의 질량이 목성의 1~10배, 별의 질량이 태양의 0.8~1.5배라고 추정한다.
지구의 미래 운명에 대한 전망
흥미진진한 점:
이제 처음으로 관찰된 이 시나리오는 지구가 50억 년 후에 직면할 것을 예상한다.
"우리는 여기서 지구의 미래를 본다"고 De는 말했다. 공동 저자인 애리조나 NOIRLab의 Ryan Lau는 다음과 같이 덧붙인다. “이는 우리 존재의 덧없음을 강조한다. 수십억 년의 존재 후, 우리 태양계는 불과 몇 달 동안 지속되는 최종 플레어에서 분출할 것이다.”
그러나 새로운 관찰을 통해 향후 이러한 다른 이벤트를 더 쉽게 추적할 수 있다. 이제 천문학자들은 어떤 "증상"을 찾아야 하는지 알고 있기 때문이다.
(nature 2023; doi: 10.1038/s41586-023-05842-x)
출처: 매사추세츠 공과대학(MIT), 국립광적외선천문연구소(NOIRLab)
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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