태양의 수명이 끝난 후의 모습은 어떨까?

태양의 수명이 끝난 후의 모습은 어떨까?

모든 별은 죽고, 결국에는 약 50억 년 후에 우리 태양도 죽을 것입니다. 일단 수소 공급이 고갈되면, 우리의 모항성이 적색거성으로 팽창한 다음 그 몸을 조각조각 찢어 백색 왜성으로 응결하면서 생애의 마지막 극적인 단계가 펼쳐질 것입니다. 하지만 태양이 죽으면 어떤 모습일까요? 천문학자들은 새로운 답을 얻었고 그들의 결론은 빛을 발하고 있습니다.

 

별의 수명은 크기에 따라 다릅니다. 나사에 따르면 우리 태양은 직경이 약 140만 km, 즉 지구 크기의 약 109배인 황색왜성입니다. 황색 왜성은 약 100억 년 동안 살고 있으며, 45억 년 된 우리 중년 태양은 수명의 절반 정도입니다. 수소 공급이 고갈되면 태양은 더 무거운 원소를 소비하기 시작합니다. 이 불안정하고 격동적인 단계에서 태양의 몸은 현재 크기의 100배로 팽창하여 적색 거성이 되면서 방대한 양의 별 물질이 우주로 돌진하게 됩니다.

 

그런 다음 지구 크기 정도의 작고 밀도가 매우 높은 백색왜성으로 줄어들 것입니다. 냉각된 백색 왜성에 의해 조명된 것은 태양이 휘젓는 적색 거성으로서 우주로 뿜어낸 가스와 먼지구름이 될 것입니다. 이 구름이 보일지 여부는 오랫동안 수수께끼였습니다. 죽어가는 별의 약 90%가 유령 같은 먼지 후광을 방출하는데, 이는 수천 년 동안 지속됩니다.

 

그러나 수십 년 전에 확립된 컴퓨터 모델에서는 별이 충분히 밝은 구름을 생성하려면 태양 질량의 약 두 배를 가져야 한다고 연구 저자들은 제안했습니다. 그러나 이 예측은 은하계 전체에서 반짝거리는 증거와 일치하지 않았습니다. 모델에서는 거대한 별을 모은 것으로 알려진 젊은 나선 은하에서 눈에 보이는 성운이 빛나고 있으며, 이 별은 수명이 다할 때 쉽게 빛나는 먼지구름을 생성할 수 있다고 예측했습니다.

 

그러나 성운은 낮은 질량의 별들로 채워진 지 오래된 타원 은하에서도 빛을 발합니다. 컴퓨터 모델에 따르면, 이 별들은 눈에 보이는 구름을 전혀 생성할 수 없었어야 했습니다. 국제 연구진은 이 당혹스럽고 명백한 모순은 저질량별의 수명 말기 단계에 대한 '오랜 미스터리'를 제기했다고 연구에서 썼습니다.

 

우리는 별이고 아름답다

수수께끼를 풀기 위해 과학자들은 별의 수명 주기를 예측하기 위한 새로운 컴퓨터 모델을 개발했습니다. 그들의 새로운 계산에 따르면, 팽창하는 적색 거성들이 성운을 구성하는 먼지와 가스를 방출하면 이전 모델이 제안한 것보다 3배 더 빠르게 가열됩니다. 이러한 가열 가속으로 인해 태양과 같이 질량이 작은 별에서도 눈에 보이는 성운이 나타날 수 있습니다.

 

공동 저자이자 대학 천체물리학 교수인 알버트 질스트라는 "우리는 태양 질량의 1.1배 미만의 질량을 가진 별은 더 희미한 성운을 생성하고, 태양 질량의 3배보다 큰 별은 더 밝은 성운을 생성한다는 것을 발견했다"라고 말합니다. 그러나 알버트 질수트라는 영국 맨체스터의 성명서에서 "나머지 부분에 대해서는 예측된 밝기가 관찰된 것과 매우 유사하다"라며 "25년 만에 문제 해결이다"라고 덧붙였습니다.