지구 두 배 크기의 희귀 외계행성 발견

약 30억년으로 가장 오래된 백색왜성

온도 화씨 1만500도로 가장 낮은 것으로 나타나

'우주는 넓고 발견할 것은 많다'…시민과학자 개가(凱歌) 잇달아

고리에 둘러싸인 백색왜성 J0207 상상도. 왼쪽 하단은 중력으로 부서진 소행성[NASA 고다드 우주비행센터/스코트 와이싱거 제공]

우주가 광활하고 천문학에 관심을 가진 시민과학자들이 늘어나면서 '아마추어'의 활약도 두드러지고 있다. 전문가들이 놓친 지구 두 배 크기의 희귀 외계행성 'K2-288Bb' 발견에 결정적 도움을 주는가 하면, 카이퍼 벨트의 1㎞급 소천체를 아마추어 장비로 관측해 행성 형성의 '잃어버린 고리'를 확인하는 등 학계에서도 주목하는 성과가 이어지고 있다.

이번에는 태양의 미래가 될 수 있는 '특이한' 백색왜성도 찾아냈다.

미국항공우주국(NASA)에 따르면 'LSPM J0207+3331'로 명명된 이 백색왜성은 NASA의 '백야드 월드:플래닛 9' 프로젝트에 자원봉사자로 참여해 적외선 관측자료를 분석해온 독일의 시민과학자 멜리나 테벤노트가 발견했다.

테벤노트는 약 145광년 떨어진 염소자리에서 발견된 이 천체를 처음에는 '갈색왜성'으로 생각했다고 한다. 갈색왜성은 항성보다 작고 행성보다는 큰 낮은 온도의 천체로, 테벤노트가 참여해온 프로젝트에서 찾고자 하는 주요 목표였다. 이 프로젝트는 NASA 고다드 우주비행센터의 천체물리학자 마크 쿠흐너가 2년 전부터 진행해 온 것으로, 자원봉사자들이 온라인으로 검색엔진을 통해 광시야 적외선 탐사 위성 '와이즈(WISE)'의 관측자료를 들여다보고 갈색왜성을 비롯한 새로운 천체를 찾는다.

지구에서 226광년 떨어진 곳에서 시민과학자의 도움으로 찾은 외계행성 'K2-288Bb' 상상도 [NASA 고다드 우주비행센터/프란시스 레디 제공]

테벤노트가 발견한 천체는 그러나 갈색왜성이라기엔 너무 밝고 멀리 떨어져 있어 백색왜성일 것으로 추정됐으며, 우주망원경과학연구소(STScI)의 백색왜성 전문가 존 데베스 등의 도움을 얻어 하와이 W.M.켁 관측소의 켁Ⅱ 망원경으로 추가관측을 했다.

그 결과, J0207은 약 30억년 된 백색왜성으로 지금까지 관측된 백색왜성 중에서는 가장 오래되고, 온도도 화씨 1만500도로 가장 낮은 것으로 나타났다.

백색왜성은 태양보다 약간 작거나 수배에 이르는 별이 항성 진화의 마지막 단계에서 표면의 물질을 방출한 뒤 남은 청백색의 별을 지칭한다. 핵융합반응 없이 시간이 흐를수록 온도가 떨어지다가 전혀 빛을 내지 못하는 암체로 생을 마감한다. 앞으로 태양이 겪게 될 미래라는 점에서 이에 관한 자료는 귀중한 가치를 갖는다.

행성형성 모델은 백색왜성이 약 1억년을 전후해 주변에 고리를 갖고있다가 시간이 흐르면서 사라지는 것으로 돼있지만 J0207은 나이가 약 30억년에 달하는데도 고리를 갖고있어 행성형성 모델에 수수께끼를 던지고 있다. J0207의 나이는 고리를 가진 다른 어떤 백색왜성보다 3배 가까이 많다.

카이퍼벨트에서 아마추어 장비로 찾아낸 1.3㎞ 소천체 상상도. 초고성능 망원경으로도 찾지못한 것을 아마추어 장비로 찾아냈고 해 주목을 받았다. [아리마츠 고 제공]

특히 J0207은 고리가 하나 이상일 것으로 추정되는데 이처럼 복수의 고리를 가진 백색왜성이 발견된 것도 이번이 처음이다. 이런 관측 결과는 국제학술지 '천체물리학저널 회보(Astrophysical Journal Letters)' 최신호에 실렸다.

'백야드 월드:플래닛 9' 프로젝트를 이끄는 쿠흐너는 보도자료를 통해 "태양계에서 갈색행성과 새로운 행성을 찾기위해 프로젝트를 시작했지만 시민과학자들과 함께 일하면서 항상 놀라운 결과로 이어졌다"면서 "이들은 열성적이며, 이제 두 돌 밖에 안 됐지만 1천개 이상의 갈색행성 후보를 찾아냈다"고 했다.

그러면서 '백야드 월드:플래닛 9' 프로젝트의 WISE 관측 자료를 두 배로 늘려 시민과학자들과 함께 새로운 작업에 나설 예정이라고 밝혔다.