태양의 종말에도 지구는 살아 남을까?
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2024-09-27 11:46:19
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- 우리 태양은 수명의 마지막 단계에 가까워짐에 따라 계속 팽창하여 적색 거성이 될 것
- 약 60억~70억 년 안에 이 태양 적색 거성은 수성과 금성을 삼켜버리고 지구 궤도에 도달
- KB200414Lb라는 외계행성은 지구보다 약 20% 더 크고 무게는 약 1.9 지구 질량 지녀
- 약 80억 년 후에도 지구는 여전히 존재 가능 태양의 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다.
우리 태양은 수명의 마지막 단계에 가까워짐에 따라 계속 팽창하여 적색 거성이 될 것이다.
약 60억~70억 년 안에 이 태양 적색 거성은 수성과 금성을 삼켜버리고 지구 궤도에 도달할 것이다. 하지만 지구는 어떻게 될까? 이 시점에서 지구는 이미 죽은 물 없는 사막 세계가 될 것이 분명하다. 적어도 잡아먹히는 일은 피할 수 있을까?
이에 대한 대답은 논란의 여지가 있다. 한편으로, 태양은 지구의 궤도에 도달하기 위해 팽창할 것이다. 반면에 증가된 항성풍은 행성을 지구 궤도를 포함해 더 바깥쪽으로 밀어낸다. 이것이 태양의 성장보다 빠르게 일어난다면 지구는 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다. 그러나 지금까지 천문학자들은 백색 왜성을 공전하는 태양계 외 가스 거성 몇 개만 발견했고 따라서 별의 적색 거성 단계에서 살아남았지만, 지구와 같은 행성은 발견하지 못했다.
타버린 별 잔해 주변의 암석 행성
이제 상황이 바뀌었다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 케밍 장(Keming Zhang)이 이끄는 천문학자들은 우리 행성의 미래 버전과 유사한 외계행성을 발견했다. 약 4,000광년 떨어진 이 행성은 이전에는 태양 질량의 1~2배였던 타버린 태양과 같은 별의 잔존물 주위를 공전하고 있다. 그러나 이 별은 이미 적색 거성 단계를 통과하여 껍질을 벗고 이제 태양 질량의 약 0.5배에 불과한 백색 왜성이 되었다.
천문학자들은 2020년 7월 배경 별 앞으로 이동하면서 이 시스템을 발견했다. 이를 통해 역광에서 별과 행성을 관찰하고 중력 렌즈 효과 덕분에 질량을 추정할 수 있게 되었다. 그러나 첫 번째 관측이 너무 부정확했기 때문에 Zhang과 그의 팀은 2023년 하와이에 있는 10m Keck-II 망원경의 고해상도 광학 장치를 사용하여 KMT-2020-BLG-0414라는 시스템을 다시 조사했다.
외계행성은 지구와 같은 궤도를 갖고 있다.
이러한 관찰 결과에 따르면 KB200414Lb라는 이름의 외계행성은 지구보다 약 20% 더 크고 무게는 약 1.9 지구 질량으로 지구의 약간 더 큰 형제와 비슷하다. 그러나 이 외계행성의 궤도는 훨씬 더 흥미롭다. Zhang과 그의 팀이 결정한 대로, 이 외계행성의 궤도는 현재 약 2.3 천문 단위 거리에서 백색 왜성을 공전하고 있다. 우리 태양계에 적용하면, 이 행성은 대략 화성과 목성 사이의 소행성대 수준이 될 것이다.
그러나 별이 다 타버리기 전에 외계행성 KB200414Lb는 우리 지구와 매우 유사한 궤도를 따랐을 수 있다. "중심별의 마지막 단계 동안의 궤도 확장을 고려하면, 지구와 유사한 이 행성은 원래 약 하나의 천문 단위"라고 천문학자들은 보고했다. 즉, 이 행성은 우리 지구가 태양을 공전하는 것과 같은 거리에서 별을 공전했다.
그의 태양이 끝날 때까지 살아남았다.
따라서 외계행성은 우리에게 지구의 가능한 미래 시나리오를 보여주고 지구의 생존에 대한 희망을 준다. KB200414Lb 행성과 그 별은 팽창하는 태양과 지구 궤도의 바깥쪽 이동 사이의 경쟁에서 지구가 승리할 수 있음을 보여주기 때문이다. 약 80억 년 후에도 우리 행성은 여전히 존재할 수 있으며 태양의 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다.
“지구상의 생명체가 이 단계에서 살아남을 수 있을지는 다소 의문스럽다. 그러나 가장 중요한 것은 지구가 적색 거성이 된다고 해서 반드시 태양에 의해 삼켜질 필요는 없다는 것이다”고 버클리 캘리포니아 대학의 공동 저자인 제시카 루(Jessica Lu)는 설명했다. “KB200414Lb는 별의 적색 거성 단계에서도 살아남았다.”
(Nature Astronomy, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02375-9)
출처: University of California Berkeley
- 우리 태양은 수명의 마지막 단계에 가까워짐에 따라 계속 팽창하여 적색 거성이 될 것
- 약 60억~70억 년 안에 이 태양 적색 거성은 수성과 금성을 삼켜버리고 지구 궤도에 도달
- KB200414Lb라는 외계행성은 지구보다 약 20% 더 크고 무게는 약 1.9 지구 질량 지녀
- 약 80억 년 후에도 지구는 여전히 존재 가능 태양의 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다.
외계행성이 지구의 운명을 밝힌다.
백색 왜성 주위의 암석 행성은 별의 적색 거성 단계에서 살아남아
지구에 기회가 있을까? 지금까지 우리 행성이 태양의 종말에도 살아남을지 아니면 태양에 삼켜질지는 논란의 여지가 있다. 백색 왜성 주위를 공전하는 지구와 같은 외계행성은 이제 희망을 준다. 이 행성은 태양과 같은 별이 적색 거성으로 팽창하는 과정에서 지구로부터 대략적인 거리만큼 떨어져 별 주위를 돌았음에도 불구하고 살아남았다. 이는 천문학자들이 보고한 것처럼 지구도 이 단계에서 살아남을 수 있음을 의미할 수 있다.
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| ▲ 우리 지구는 태양의 종말에도 살아남을 수 있을까? 백색 왜성을 공전하는 지구와 같은 외계 행성은 희망을 준다. © Corey Ford/ iStock; Stern: NOIRLab |
우리 태양은 수명의 마지막 단계에 가까워짐에 따라 계속 팽창하여 적색 거성이 될 것이다.
약 60억~70억 년 안에 이 태양 적색 거성은 수성과 금성을 삼켜버리고 지구 궤도에 도달할 것이다. 하지만 지구는 어떻게 될까? 이 시점에서 지구는 이미 죽은 물 없는 사막 세계가 될 것이 분명하다. 적어도 잡아먹히는 일은 피할 수 있을까?
이에 대한 대답은 논란의 여지가 있다. 한편으로, 태양은 지구의 궤도에 도달하기 위해 팽창할 것이다. 반면에 증가된 항성풍은 행성을 지구 궤도를 포함해 더 바깥쪽으로 밀어낸다. 이것이 태양의 성장보다 빠르게 일어난다면 지구는 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다. 그러나 지금까지 천문학자들은 백색 왜성을 공전하는 태양계 외 가스 거성 몇 개만 발견했고 따라서 별의 적색 거성 단계에서 살아남았지만, 지구와 같은 행성은 발견하지 못했다.
타버린 별 잔해 주변의 암석 행성
이제 상황이 바뀌었다. 캘리포니아 대학교 샌디에이고 캠퍼스의 케밍 장(Keming Zhang)이 이끄는 천문학자들은 우리 행성의 미래 버전과 유사한 외계행성을 발견했다. 약 4,000광년 떨어진 이 행성은 이전에는 태양 질량의 1~2배였던 타버린 태양과 같은 별의 잔존물 주위를 공전하고 있다. 그러나 이 별은 이미 적색 거성 단계를 통과하여 껍질을 벗고 이제 태양 질량의 약 0.5배에 불과한 백색 왜성이 되었다.
천문학자들은 2020년 7월 배경 별 앞으로 이동하면서 이 시스템을 발견했다. 이를 통해 역광에서 별과 행성을 관찰하고 중력 렌즈 효과 덕분에 질량을 추정할 수 있게 되었다. 그러나 첫 번째 관측이 너무 부정확했기 때문에 Zhang과 그의 팀은 2023년 하와이에 있는 10m Keck-II 망원경의 고해상도 광학 장치를 사용하여 KMT-2020-BLG-0414라는 시스템을 다시 조사했다.
외계행성은 지구와 같은 궤도를 갖고 있다.
이러한 관찰 결과에 따르면 KB200414Lb라는 이름의 외계행성은 지구보다 약 20% 더 크고 무게는 약 1.9 지구 질량으로 지구의 약간 더 큰 형제와 비슷하다. 그러나 이 외계행성의 궤도는 훨씬 더 흥미롭다. Zhang과 그의 팀이 결정한 대로, 이 외계행성의 궤도는 현재 약 2.3 천문 단위 거리에서 백색 왜성을 공전하고 있다. 우리 태양계에 적용하면, 이 행성은 대략 화성과 목성 사이의 소행성대 수준이 될 것이다.
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| ▲ 팽창하는 태양이 내행성을 파괴하고 있다. 이 운명이 지구도 위협하고 있을까? © Fsgregs /CC-by-sa 3.0 |
그러나 별이 다 타버리기 전에 외계행성 KB200414Lb는 우리 지구와 매우 유사한 궤도를 따랐을 수 있다. "중심별의 마지막 단계 동안의 궤도 확장을 고려하면, 지구와 유사한 이 행성은 원래 약 하나의 천문 단위"라고 천문학자들은 보고했다. 즉, 이 행성은 우리 지구가 태양을 공전하는 것과 같은 거리에서 별을 공전했다.
그의 태양이 끝날 때까지 살아남았다.
따라서 외계행성은 우리에게 지구의 가능한 미래 시나리오를 보여주고 지구의 생존에 대한 희망을 준다. KB200414Lb 행성과 그 별은 팽창하는 태양과 지구 궤도의 바깥쪽 이동 사이의 경쟁에서 지구가 승리할 수 있음을 보여주기 때문이다. 약 80억 년 후에도 우리 행성은 여전히 존재할 수 있으며 태양의 적색 거성 단계에서 살아남을 수 있다.
“지구상의 생명체가 이 단계에서 살아남을 수 있을지는 다소 의문스럽다. 그러나 가장 중요한 것은 지구가 적색 거성이 된다고 해서 반드시 태양에 의해 삼켜질 필요는 없다는 것이다”고 버클리 캘리포니아 대학의 공동 저자인 제시카 루(Jessica Lu)는 설명했다. “KB200414Lb는 별의 적색 거성 단계에서도 살아남았다.”
(Nature Astronomy, 2024; doi: 10.1038/s41550-024-02375-9)
출처: University of California Berkeley
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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