태양과 같은 주계열성이 항성 진화 마지막 단계에서 적색거성의 팽창 단계를 거치는 과정에서 목성처럼 멀리 떨어져 있어 파괴되지 않고 살아남아 죽은 별이 된 백색왜성을 도는 행성이 처음으로 발견돼 학계에 보고됐다.
태양은 약 50억 년 뒤 항성 진화의 마지막 단계에서 가까이 있는 지구를 불태우고 잔해만 남은 백색왜성이 된다. 목성은 멀리 떨어져 있는 덕분에 살아남아 죽은 별이 된 태양을 여전히 돌 것으로 예측되는데, 이런 태양계의 미래를 엿볼 수 있는 행성계가 처음으로 확인됐다.
호주 태즈메이니아대학교 박사후 연구원 조슈아 블랙먼이 이끄는 연구팀은 약 6천500광년 떨어진 우리 은하 중심에서 목성급 행성이 백색왜성을 도는 행성계를 발견한 결과를 과학 저널 '네이처'(Nature)에 발표했다.
네이처와 외신 등에 따르면 MOA-2010-BLG-477Lb로 명명된 목성급 행성은 중력으로 별빛이 굴절되는 현상을 통해 처음 발견됐으며, 항성을 찾기위해 수년간 관측한 끝에 약 2.8 AU(1 AU=태양~지구) 거리를 두고 희미한 빛만 가진 백색왜성을 돌고있다는 결론을 내렸다.
이런 결과는 태양계의 먼 미래를 제시해 주는 것으로, 별이 생을 다 해도 생명체가 살아남을 수 있는 가능성을 높여주는 것으로 지적됐다.
블랙먼 박사는 "이번 발견은 별에서 충분히 멀리 떨어져 있는 행성은 별이 죽은 뒤에도 계속 존재할 수 있다는 점을 확인해주는 것"이라면서 "이 행성계가 태양계와 유사하다는 점을 고려할 때 목성과 토성은 태양이 수소 연료를 모두 소진하고 팽창하며 적색거성이 되는 단계에서도 살아남을 수 있다는 점을 시사하는 것"이라고 했다.
논문 공동 저자인 미국 항공우주국(NASA) 고더드 우주비행센터의 선임 연구원 데이비드 베네트는 "지구는 태양 가까이 있어 미래가 장밋빛이 아닐 수 있다"면서 "태양이 적색거성이 돼 지구를 불태우기 전에 인류가 목성이나 토성의 위성으로 이주한다면 백색왜성이 된 태양의 열에 의존할 수 없을지라도 여전히 태양 궤도에 남아있을 수 있다"고 덧붙였다.
앞서 백색왜성을 도는 목성급 행성 WD1856 b가 발견돼 학계에 보고됐지만 공전주기가 1.4일로 항성이 백색왜성이 된 뒤에 현재 위치로 이동해 약 2.8 AU 떨어진 궤도를 도는 MOA-2010-BLG-477Lb와는 의미가 다른 것으로 지적됐다.
태양과 같은 주계열성은 진화 마지막 단계에서 핵의 수소 연료를 모두 태우고 부풀어 올라 적색거성이 되는 과정에서 주변 행성을 파괴하며, 이후 표면층 물질을 행성상 성운으로 방출하고 핵만 남아 지구 크기에 질량은 절반으로 줄어든 청백색의 별인 백색왜성이 된다.
연구팀은 하와이 마우나케아산의 W. M. 켁 천문대에 설치된 10ｍ 구경 망원경의 레이저 유도 항성 적응 광학 시스템과 근적외선 카메라(NIRC2)를 이용해 백색왜성은 태양 질량의 약 60%, 행성은 목성 질량보다 약 40% 더 큰 것을 확인했다.
연구팀은 NASA가 2020년대 중반에 발사할 '낸시 그레이스 로먼 우주 망원경'이 가동되면 은하 중심팽대부에 있는 백색왜성을 도는 행성 탐사를 본격적으로 진행해 목성급 행성이 항성 진화 마지막 단계에서도 살아남는 것이 일반적인 것인지를 확인할 수 있을 것으로 내다봤다.