184광년 떨어진 태양 쌍둥이 별  HD186302
생명체 거주가능한 행성, '제2지구' 존재 가능성도

태양의 쌍둥이 별이 발견됐다.

포르투갈의 천체물리학 및 우주과학연구소(IA)의 연구원들이 최근 태양과 함께 태어난 쌍둥이 별을 발견한 것 같다고 과학전문매체 사이언스얼러트(Sciencealert)가 20일 보도했다. 연구팀의 관련 논문은 저널 천문학&천체물리학(Astronomy&Astrophysics) 최근호에 게재됐다.

천문학자들은 예전부터 태양에게는 어렸을 적 잃어버린 쌍둥이 태양이 먼 우주 어딘가에 있다고 믿어왔다. 이 쌍둥이는 태양과 같은 '항성 양성소'(stellar nursery)에서 태어났을 뿐만 아니라 같은 물질로 구성되어 태양과 쌍성계를 이루었던 것으로 생각되었다.

연구팀의 논문에 따르면 마침내 천문학자들이 이 쌍둥이 별을 발견한 것 같다. 그것은 태양으로부터 184광년 떨어진 HD186302라고 이름 지어진 별이다.

대부분의 별들은 많면 수천 개씩 그룹으로 태어난다. 항성 양성소인 가스와 먼지의 거대분자구름이 자신의 무게로 인해 서서히 붕괴해 덩어리들로 뭉쳐지면서 초기 별을 형성한다. 태양의 탄생도 이런 방식으로 45억7000만 년 전에 탄생했다.

이렇게 생성된 별들은 탄생지로부터 은하계로 내던져진다. 그런데 대부분의 별은 최소한 하나의 동반자를 가지고 있다. 별들의 85%가 둘로 짝지어져 있고, 심지어 셋, 넷으로 이루어진 계(system)으로 이루어져 있다고 추정된다. 그리고 태양과 유사한 별의 50% 이상이 하나의 동반자를 가지고 있는 쌍성계(binary system)로 이루어져 있다.

우리의 태양은 홀로 있는 별인데, 그 자체만으로도 뭔가 이상하다고 여겨질 법하다. 하지만 옛날 옛적에는 태양이 쌍둥이 형제를 가졌음을 암시하는 증거가 있다. 최근의 연구는, 전부는 아니지만, 대부분의 별들이 쌍둥이를 가지고 태어났다는 사실을 제시하는 것이다. 우리는 이미 태양계가 완전히 이상하다는 것을 이미 알고 있었다. 행성들의 위치는 다른 계와 비교 했을 때 비정상적이며, 태양계에는 은하계에서 가장 흔한 행성인 슈퍼지구1)가 없다.

그래서, 만약 어떤 우주적인 사건이나 우리 태양이 괴짜가 아니었다면, 지구는 두 개의 태양을 가질 수 있었을 것이다. 하지만 우리 지구는 그렇지 않다. 그래서 태양의 쌍둥이는 저 어딘가에 분명히 있을 것이다. 하지만 찾기가 아주 어렵다. 왜냐하면 은하계에는 아주 많은 별들이 있고 태양의 형제들도 광범위하게 퍼져 있기 때문이다.

지금까지 몇몇 태양 형제 별의 후보자들이 확인되었다. 그렇지만 이번에 포르투갈 IA 연구원들은 가이아(Gaia) 프로젝트2) 덕분에 더 큰 샘플, 더 많은 원소들의 화학 조성 (chemical abundance)과 더 정확한 천문학 측정 데이터를 가지고 태양의 쌍둥이 별을 찾는 데 큰 성과를 거두었다. 연구팀은 찾은 HD186302는 묘하게도 태양을 닮았다는 것이다.

그 별은 G형 주계열성3) 별로 관측되었다. 태양보다 조금 크고, 거의 같은 표면 온도와 휘도였다. 또한 태양과 매우 유사한 화학 조성을 가지고 있고, 태양과 마찬가지로 나이도 45억년 정도이다. 이 관측은 2014년에 태양의 형제라고 여겨진 F형 별 HD162826보다 훨씬 더 태양에 가까웠다.

우리는 태양이 실제로는 어디서 태어났는지 모르기 때문에 관측된 모든 태양의 형제 별들이 태양계의 역사를 밝혀낼 수 있는 또 다른 단서가 된다.

IA의 천문학자 바르단 아디베키얀(Vardan Adibekyan)은 “우리 태양의 과거에 대한 많은 정보가 없기 때문에, 이러한 별들을 연구하는 것은 은하계의 어디에서 또 어떤 조건에서 태양이 탄생했는지를 이해하는 데 도움이 된다”고 말했다.

특히 우리는 우주에서 생명체가 있다는 것을 확실히 아는 장소는 현재로선 태양계뿐이다. 이는 태양의 크기, 나이, 온도, 휘도, 화학적 구성이 모두 생명체와 관련 있다는 것을 의미한다. 따라서 태양과 비슷한 특성을 가진 별을 공전하는 행성들 또한 생명체를 발전시켰을 수 있었을 것이라고 추론하는 것은 타당하다.

이 태양의 쌍둥이 별은 훨씬 더 희망적인 대안을 제시한다. 아디베키얀은 다음과 같이 설명했다.

"일부 이론적 계산에 의하면, 38억 년 전 지구에 수많은 운석이 떨어졌던 후기 대폭격기에 생명의 씨앗이 지구로부터 다른 행성이나 외계행성계로 퍼졌을 가능성이 아주 작지만 완전히 무시할 수는 없을 정도로 존재합니다. 운이 좋다면 태양의 형제 별에 행성이 있고, 그 행성이 생명체가 거주 가능한 암석형이고, 그리고 마침내 지구로부터 온 생명의 씨앗들에 의해 '오염'되었다면 ... 꿈 같은 일이겠지만, 태양 2.0을 돌고 있는 지구2.0인 겁니다." 

이건 확실히 많은 가정을 전제로 한 것이지만, 확률이 아무리 희박하더라도 그럴 듯하게 지나갈 수 있었을 것이다. IA의 천문학자들은 현재 쌍둥이 태양의 별(HD186302)의 궤도를 돌고 있을지도 모르는 행성들의 신호를 찾기 위해 열심히 노력하고 있다.

1)슈퍼지구(Super-earth) : 지구형 행성 중에서도 지구보다 질량이 2~10배 큰 천체로, 생명체가 존재할 가능성이 있다.
2)가이아(Gaia) : 유럽우주기구(EAS)가 2013년 발사한 위성. 우리은하계의 3차원 지도를 작성하여 구조를 파악하고 있다.
3)주계열성(main-sequence star) : 항성 일생의 대부분(약 90%)을 차지하는 별의 진화 단계이다. 태양의 경우 G형에 해당한다.

# 기사 출처:
⦁ Sciencealert; Astronomers May Have Just Discovered Our Sun's Long-Lost Identical Twin
⦁ Astronomy&Astrophysics; The AMBRE project; searching for the closest solar siblings

<번역 : 신창민·부산대 물리학과3>

<'우주관 오디세이' 저자·인저리타임 편집위원장>

인저리타임 조송현 pinepines@daum.net 조송현의 기사 더보기

저작권자 ⓒ 인저리타임, 무단 전재 및 재배포 금지