태양은 현재의 약 300배까지 팽창한 뒤 긴 일생을 마감한다는 주장이 나왔다. 지구의 주성 태양의 나이는 약 47억 살로 추측되며, 수명을 두고는 많은 가설이 존재한다.
미국 애리조나 플래그스태프 로웰천문대 연구팀은 8일 이 같은 내용을 담은 조사 보고서를 공개했다. 연구팀은 수소를 연소하는 주계열성 시기가 끝나가는 항성 191개를 관측하는 과정에서 태양의 최후를 추측해냈다.
이번 연구에는 미국 캘리포니아 남부 팔로마 천문대 간섭계가 1996~2008년 얻은 관측 데이터가 동원됐다. 여기에 유럽우주국(ESA)이 운용 중인 천문 위성 ‘히파르코스’ 및 ‘가이아’ 우주 망원경의 관측 데이터를 조합해 191개 항성의 시직경(지구의 관측자가 본 천체의 겉보기 지름)과 온도, 색상을 과거 관측치 대비 무려 24배 높은 정확도로 알아봤다.
조사를 이끈 로웰천문대 천문학자 제라드 반 벨 박사는 올해 1월 미국 시애틀에서 열린 241회 미국천문학회(AAS)에서 이번 연구의 개괄적 내용을 공개한 바 있다. 당시 박사는 관측한 항성들 대부분 중심핵의 연료가 고갈돼 껍데기 영역의 수소 연소가 시작됐다고 주장했다.
일반적으로 이 시기에 이른 항성은 표면이 쪼그라들고 주변 껍데기 영역의 연소가 가속화된다. 최종적으로 중심핵이 충분히 달아오르면 핵융합의 다음 단계인 헬륨 연소가 시작된다.
박사는 “이번에 조사한 191개 항성은 모두 수소 연소나 헬륨 중심핵 연소 중 하나의 단계에 있었다”며 “항성 중 거성과 초거성의 구성 비율은 전체의 5%가 안 되지만 달이 없는 어두운 밤에 야외에서 볼 수 있는 모든 별의 약 3분의 1을 차지한다”고 전했다.
일반적으로 잘 알려진 거성은 알데바란, 폴룩스 등이며 유명한 초거성으로는 베텔기우스, 리겔, 안타레스 등이 있다. 베텔기우스 같은 초거성은 거성에 비해 중심핵 온도가 훨씬 높고 수소나 헬륨보다 무거운 원소의 핵융합을 일으킬 수 있지만 큰 질량을 지탱하기 위해 연소가 훨씬 빠르다.
반 벨 박사는 “태양은 수소껍질 연소를 시작하는 시점에서 현재의 약 80배 크기로 팽창할 것”이라며 “헬륨 핵연소가 시작되는 단계에서는 반대로 조금 수축하고, 수억 년 후 다시 팽창해 현재의 약 200~300배 거성으로 일생을 마감할 것”이라고 내다봤다.
이어 “태양은 지금으로부터 약 50억 년 후에는 중심핵의 수소를 다 소모한 뒤 생을 마감할 것으로 보인다”며 “아득히 먼 이 때가 되면 수성과 금성, 지구까지 적색거성으로 팽창하는 태양에 휩쓸려 버릴 것”이라고 예상했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
