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[과학 이야기] "지구같은 행성 흔할 지도 몰라"

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[LA중앙일보] 발행 2019/11/26 스포츠 19면 기사입력 2019/11/25 18:23

태양처럼 질량이 크지 않은 별은 진화 마지막 단계에서 표면이 모두 날아가고 고밀도의 핵만 남는 백색왜성이 된다. 더는 태울 연료가 없어 서서히 식어가다 빛을 내지 못하는 암체로 일생을 마감하는데, 이 백색왜성의 빛에서 주변 행성의 흔적을 찾아내는 새로운 분석법으로 지구와 같은 행성이 발견만 안 됐을 뿐 우주에 흔할 수도 있다는 연구 결과가 제시됐다.

UCLA에 따르면 이 대학 우주화학 담당 에드워드 영 교수가 이끄는 연구팀은 백색왜성 빛을 전자기 스펙트럼으로 분석한 자료를 토대로 우주에 암석형 행성이 매우 많이 존재하며, 많은 암석형 행성이 지구를 닮았을 수 있다는 결론을 담은 논문을 과학저널 '사이언스(Science)' 최신호에 발표했다.

연구팀은 지구에서 약 200~665광년 떨어진 곳에 있는 6개의 백색왜성을 대상으로 수집한 전자기 스펙트럼 자료를 분석했다. 각 원소는 특정 파장의 빛을 흡수하거나 방출해 스펙트럼을 통해 원소의 성분을 알 수 있다.

그 결과, 수소와 헬륨 이외에 탄소와 산소, 실리콘, 마그네슘 등 백색왜성이 주변 행성이나 소행성 등에서 빨아들인 물질에서 나온 원소들이 확인됐다.

백색왜성은 진화 과정에서 탄소와 산소, 질소 등 무거운 원소는 모두 핵 안으로 빨아들이고 수소나 헬륨과 같은 가벼운 원소만 남아있는데, 현재 대기 중에 관측되는 무거운 원소들은 행성계 안의 행성이나 소행성 등의 천체에서 백색왜성의 강력한 중력에 붙잡혀온 파편이나 물질에서 나온 것으로 볼 수 있다.

연구팀은 이런 점을 들어 백색왜성 대기를 관측하는 것은 "(백색왜성이) 행성계에서 무엇을 먹었는지를 부검을 하는 것과 같다"고 설명했다.

영 교수 연구팀은 특히 이번 연구를 통해 백색왜성이 주변을 돌던 행성에서 빨아들인 암석의 성분이 지구의 물질과 유사하다는 점을 확인했다.

연구팀은 철과 산소, 실리콘, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄 등 암석의 가장 일반적인 6대 원소를 분석하고 수학적 계산과 공식을 이용해 백색왜성에 떨어진 암석의 화학적 성분을 추산해 지구와 화성 암석의 성분과 비교했다.

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