항성의 플레어로 인해 서로 다른 성질의 가스 분출이 연달아 발생하는 상황이 최초로 관측됐다. 이 가스가 주변을 도는 행성에 미치는 영향에도 관심이 모였다. 서울대학교와 미 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터, 콜로라대대학교, 일본 국립천문대(NAOJ)
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항성의 플레어로 인해 서로 다른 성질의 가스 분출이 연달아 발생하는 상황이 최초로 관측됐다. 이 가스가 주변을 도는 행성에 미치는 영향에도 관심이 모였다.
서울대학교와 미 항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터, 콜로라대대학교, 일본 국립천문대(NAOJ), 교토대학교 등이 참여한 국제 연구팀은 28일 이런 내용을 담은 관측 보고서를 발표했다.
연구팀은 지난해 3월 30일 태양과 질량이 비슷한 황색왜성 EK 드래코니스(EK Draconis)의 표면에 꿈틀대는 거대한 플레어를 포착했다. 약 1억 년 전 형성된 젊은 항성 EK 드래코니스의 플레어 규모는 태양에서 지금껏 관찰된 가장 큰 플레어와 맞먹었다.
아래 사진은 EK 드래코니스의 플레어 발생 및 지표면 가스 분출을 연구팀이 이미지화했다. 고온의 빠른 가스 분출은 파란색, 저온의 느린 가스 분출은 빨간색으로 각각 표시했다.
EK 드래코니스가 뿜어내는 플레어와 이로 인한 가스를 보여주는 일러스트. 빨간색과 파란색으로 각각 이미지화 한 가스의 성격은 전혀 다르다. 「사진=NAOJ 공식 홈페이지」
NAOJ 마에하라 히로즈키 연구원은 “태양과 비슷한 질량을 가진 젊은 항성의 표면 폭발로 뜨겁고 빠른 가스 분출과 저온에 느린 가스 분출이 동시에 일어났다”며 “고온의 가스는 이 항성을 도는 행성의 생명체 탄생이나 진화에 큰 영향을 미칠 것”이라고 추측했다.
이어 “태양 표면에서도 플레어가 일어나 가스가 분출한다”며 “태양과 비슷한 항성도 다수의 플레어가 포착되며, 특히 태어난 지 수억 년 이내의 젊은 항성은 플레어 규모가 크고 발생 빈도도 높다”고 덧붙였다.
기존의 항성 플레어 관측은 단일 파장에 그치는 경우가 많았다. 때문에 플레어가 동반하는 가스의 온도나 속도의 구조에 대해서는 제대로 알 수 없었다. 연구팀은 허블우주망원경과 한국 및 일본의 지상 망원경으로 동시 관측을 시도했다. 허블우주망원경은 자외선을, 지상의 망원경은 가시광선을 포착할 수 있어 온도가 다른 가스의 운동 측정에 알맞다.
미 항공우주국이 운용 중인 허브우주망원경 「사진=NASA 공식 홈페이지」
연구팀에 따르면, EK 드래코니스의 플레어로 인해 온도 10만℃의 가스가 약 300~550㎞/s의 속도로 분출됐다. 항성의 지표면은 10분 후 약 1만℃의 비교적 저온의 가스를 대략 70㎞/s 속도로 뿜어냈다.
마에하라 연구원은 “온도와 속도가 확연하게 다른 가스의 연속 분출은 태양에서 관찰됐지만 다른 항성에서 직접 관측된 사례는 처음”이라며 “우주망원경과 지상 천문대를 조합한 공조 관측의 값진 성과”라고 의미를 부여했다.
연구원은 “기존 가시광선 관측에서 포착된 저온·저속 가스에 비해 고온·고속 가스는 항성 주변을 도는 행성에 훨씬 큰 영향을 준다”며 “찬드라 X선 망원경과 알마(ALMA) 같은 전파망원경, 제임스웹 같은 차세대 우주망원경을 추가한 공동 조사가 가능하다면 젊은 항성의 플레어가 행성 대기나 생명체 탄생에 어떤 영향을 주는지 알게 될 것”이라고 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
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