천문학자들은 근처 별의 표면에서 거대한 가스 거품의 자세한 움직임을 처음으로 관찰했습니다. 이 거품은 용암 램프의 내부처럼 오르내립니다. 스웨덴 찰머스 공과대학의 천문학자 팀에 따르면, 이 거대한 뜨거운 가스 거품은 태양의 75배 크기이며 예상보다 더 빠르게 별의 내부로 가라앉는 것으로 보입니다. 이제 태양의 운명에 대해서 알아보겠습니다.
태양의운명 NASA가 예측한 50억년 후
NASA에 따르면, 약 50억 년 후, 우리 태양은 적색 거성이 되어 팽창하고 확장하면서 물질 층을 방출하고 태양계 내행성을 증발시킬 가능성이 있지만 지구의 운명은 여전히 불확실하다고 합니다. 칠레의 망원경인 아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터 배열(ALMA)을 사용하여 관찰한 이번 관측은 연구자들이 태양이 아닌 다른 별의 표면에서 이처럼 자세한 움직임을 추적한 최초의 사례입니다. 그들은 수요일에 Nature 저널에 연구 결과를 발표했습니다.
“우리는 별 주변 대기의 가스를 관찰하고, 존재할 것으로 예상되는 ‘대류’ 거품의 징후를 찾고자 했습니다.” 찰머스의 천문학 및 플라스마 물리학 교수이자 연구 책임자인 Wouter Vlemmings가 이메일에서 말했습니다. “하지만, 우리는 그렇게 자세히 보고 실제로 그 움직임을 볼 수 있을 것이라고는 예상하지 못했습니다.”
팀은 R. Doradus를 관찰하기로 했습니다. 가장 가깝고 가장 큰 적색 거성 중 하나이기 때문에 관찰하기가 더 쉽기 때문입니다. 망원경을 통해 한 달 동안 별 표면의 고해상도 이미지를 수집할 수 있었습니다.
태양의운명과 오래된 별을 바라보며
“대류는 우리 태양 표면에서 볼 수 있는 아름다운 입자 구조를 만들어내지만, 다른 별에서는 보기 어렵습니다.” 찰머스의 연구원인 공동 저자 테오 쿠리는 성명을 통해 이렇게 말했습니다. “ALMA를 통해 우리는 태양의 75배 크기의 대류 입자를 직접 볼 수 있을 뿐만 아니라, 처음으로 그 입자가 얼마나 빨리 움직이는지도 측정할 수 있게 되었습니다.”
태양의 가장 바깥쪽 층인 광구는 거품이 생길 정도로 뜨거운 가스로 이루어져 있습니다. 태양의 광구는 대류를 통해 형성된 수백만 개의 거품으로 가득 차 있습니다. 대류 입자라고도 하는 가스 거품은 지름이 약 621마일(1,000km)이고 초당 수 킬로미터의 속도로 이동하므로 약 10분 동안만 지속됩니다.
하지만 R. Doradus 표면의 대류 셀은 크기가 1억 킬로미터(약 6,200만 마일)가 넘고, 속도는 초당 수십 킬로미터이며, 약 한 달 동안 지속됩니다.
“우리는 아직 그 차이의 이유를 모릅니다. 별이 나이를 먹으면서 대류가 우리가 아직 이해하지 못하는 방식으로 변하는 것 같습니다.”라고 Vlemmings는 말했습니다.
대류 거품은 이전에도 별 표면에서 발견되었지만, 새로운 관측은 이전에는 불가능했던 방식으로 거품의 움직임을 추적했습니다.
“이제 우리가 멀리 떨어진 별 표면의 세부 사항을 직접 이미지화하고 지금까지 우리 태양에서만 관찰할 수 있었던 물리학을 관찰할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다.”라고 Chalmers의 박사 과정생이자 연구 공동 저자인 Behzad Bojnordi Arbab이 성명을 통해 말했습니다.
태양의운명과 태양의 거품의 진화
칠레에 있는 유럽 남방 천문대의 천문학자 클라우디아 팔라디니 박사는 새로운 연구에 이전 연구보다 더 긴 관찰이 포함되어 거품의 진화를 포착했다고 말했습니다. 팔라디니는 별 pi1 Gruis의 표면에서 거품을 관찰한 연구를 저술했습니다. 그녀는 새로운 연구에 참여하지 않았지만 Nature에 연구와 함께 게재된 기사를 저술했습니다.
팔라디니는 “태양에서 볼 수 있듯이 거품이 올라오고, 확장되고, 사라지는 것을 볼 수 있습니다. 우리가 이야기하고 있는 거리를 고려하면 놀라운 일입니다.”라고 말했습니다. “이제 우리는 이런 별을 훨씬 더 많이 관찰해야 합니다!”
태양은 약 46억 년 전에 형성되었으며, 현재는 중심부에서 수소를 헬륨으로 변환하는 핵융합 반응을 통해 에너지를 생성하고 있습니다. 태양의 “운명”은 결국 이 핵융합 반응이 점차적으로 멈추게 될 미래에 대한 예측과 관련이 있습니다. 약 50억 년 후, 태양은 수소가 고갈되면서 붉은 거성 단계로 변하게 되고, 그 후에는 외층을 방출하여 행성상 성운을 형성하고, 남은 중심부는 백색왜성으로 변할 것으로 예상됩니다.
철학적 해석으로는 “태양의운명”은 인간의 존재나 삶의 의미와 관련된 은유로도 해석될 수 있습니다. 예를 들어, 태양은 우리에게 생명과 에너지를 제공하는 중요한 존재이지만, 그 운명이 끝난다는 사실은 인간 삶의 유한성과 변화, 혹은 자연의 순환에 대한 깊은 성찰을 유도할 수 있습니다.