태양과 비슷한 질량을 가진 항성 대부분은 백색왜성이 되는 운명을 맞는다. 가지고 있던 연료를 모두 태우면 중력 수축으로 물질을 방출하고 청백색 작은 별이 되는 것이다. 이때 주위를 공전하던 행성은 물질 방출에 파괴되면서 잔해가 백색왜성에 붙잡혀 돌다가 흡수된다. 지구도 먼 미래에는 같은 운명을 맞게 된다.
팀 커닝엄 영국 워릭대 물리학부 박사후연구원 연구팀은 지구로부터 45광년 떨어진 백색왜성 G29-38에 천체가 빨려들어가 충돌하면서 발생하는 엑스(X)-선을 포착하는 데 성공했다고 9일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. G29-38은 2004년 미국항공우주국(NASA)의 스피처 우주망원경 관측을 통해 주변에 행성 잔해로 이뤄진 먼지구름이 존재하는 것이 확인된 바 있다.
연구팀은 지구에서 45광년 떨어진 백색왜성 G29-38을 찬드라 X선 우주망원경을 이용해 관측해 이같은 장면을 처음 확인했다. 백색왜성 근처를 도는 파괴된 천체 중 일부는 별에 중력으로 끌어당겨지면서 표면에 부딪혀 흡수되는 '강착' 현상을 일으킨다. 이때 충격으로 10만~100만 도까지 가열되는 플라즈마를 만든다. 플라즈마는 이후 점차 냉각되면서 X선을 방출한다.
X선 관측을 통해 백색왜성의 특성을 관측한 것은 처음이다. 지금까지 천문학자들은 백색왜성을 X선이 아닌 다른 파장대의 빛을 이용한 분광학으로 관찰해 강착이 일어난다는 것은 알고 있었다. 철과 칼슘, 마그네슘처럼 행성의 무거운 원소가 백색 왜성의 25~50%를 차지함을 관찰한 것이다.
커닝엄 연구원은 “이번 발견은 백색왜성이 오래된 행성계 잔해를 축적하고 있다는 첫 직접적인 증거”라며 “강착을 X선으로 조사할 수 있는 것은 새로운 기술로 태양계를 포함해 수천 개의 외행성 시스템의 운명을 엿볼수 있게 해줄 것”이라고 말했다.
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- 조승한 기자shinjsh@donga.com