심우주 첫 손님, 오무아무아 탄생의 비밀

2020.05.05 10:00
ESO/M.Kornmesser 제공
2017년 10월 태양계를 방문했다가 약 1년 뒤 태양계를 빠져나간 외계천체 오무아무아(1I/2017 U1)의 상상도.  ESO/M.Kornmesser 제공

2017년 10월 19일 미국 하와이대 ‘판스타스(Pan-STARRS)1’ 망원경에 처음 포착된 오무아무아(Oumuamua·미국 하와이주 원주민 언어로 ‘먼 곳에서 온 메신저’라는 뜻)는 최장 길이가 약 400m로 오이처럼 길쭉한 외형이 특징이다. 


오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미는 첫 번째 인터스텔라(interstellar·심우주)라는 뜻이다. 


오무아무아의 정체는 오랫동안 미스터리였다. 표면 분석 결과 유기물의 흔적이 검출돼 외계인이 만든 인공물이라는 설도 제기됐다. 


그런데 최근 중국과학원과 미국 산타크루즈 캘리포니아대(UC산타크루즈) 등 공동연구팀이 오무아무아의 형성 과정을 밝힌 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 4월 13일자에 발표했다. 
공동연구팀은 시뮬레이션을 통해 오무아무아가 인근 항성의 조력(tidal force)에 의해 천체가 찢겨져 생성됐을 가능성을 확인했다. 수 km 크기의 장주기 혜성이나 행성 등이 백색왜성 또는 질량이 낮은 주계열성 항성의 궤도 주위로 다가가 찢겨졌고, 그 결과 길쭉한 모양의 오무아무아가 됐다는 것이다.


논문의 제1저자인 장 윈 중국과학원 국립천문관측소 연구원은 “행성과 항성은 과거 우주에 존재했던 물질들이 서로 이끌려 뭉쳐진 것”이라며 “그 과정에서 탈락한 물질들은 다양한 모양으로 우주를 항해할 수 있다”고 설명했다. 

 

오무아무아의 형성 과정을 시뮬레이션한 결과다. 지름이 수 km인 천체가 항성이나 백색왜성 주위 궤도를 지나며 찢겨져 길쭉한 모양이 됐다.  Zhang, Kornmesser 제공
오무아무아의 형성 과정을 시뮬레이션한 결과다. 지름이 수 km인 천체가 항성이나 백색왜성 주위 궤도를 지나며 찢겨져 길쭉한 모양이 됐다. 장(Zhang), M.Kornmesser 제공

연구팀에 따르면 오무아무아의 모체가 됐던 미행성(항성 또는 행성으로 병합돼 지금은 사라진 과거의 소천체)은 항성 근처에서 분해된 뒤 항성계 밖으로 떨어져 나와 우주를 여행하다 태양계에 도달했다. 


연구팀은 또 오무아무아가 태양을 지날 때 속도가 빨라지는 이유도 새롭게 찾아냈다. 일반적으로 혜성이 태양을 지날 땐 표면 얼음 등이 녹아 가스 형태로 빠져나가면서 속도가 빨라진다. 


하지만 과거 연구에서 오무아무아는 표면 변화가 확인되지 않았다. 연구팀은 오무아무아 표면 아래에 묻혀 있던 물(H2O)이 가스로 빠져나가며 속도가 빨라진 것으로 분석했다. 


오무아무아는 2018년 9월 페가수스자리 방향으로 태양계를 완전히 빠져나간 상태다. 장 연구원는 “올해도 심우주에서 새로운 천체가 올 예정”이라며 “오무아무아에 적용한 시뮬레이션 방식으로 외계 천체에 대한 추가 연구를 계획 중”이라고 밝혔다. doi: 10.1038/s41550-020-1065-8  

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