우주에서 미확인 물체(UFO, Unidentified Flying Object)는 우리가 아직 정확하게 그 정체를 파악하지 못한 천체나 현상을 지칭하는 용어입니다. UFO는 흔히 지구 외의 생명체가 탐사나 방문을 위해 사용하는 우주선으로 연상되기도 하지만, 실제로 미확인 물체는 여러 가지 자연적인 또는 인공적인 원인으로 발생할 수 있습니다. 미확인 물체에 대한 다양한 사례와 그것들이 무엇인지를 이해하기 위해서는 몇 가지 중요한 사실들을 알아야 합니다.
우주의 중력을 벗어난 미확인물체
시민 과학자들의 도움으로 발견된 한 물체가 은하수를 매우 빠르게 이동하면서 은하의 중력을 벗어나 은하 간 공간에 도달할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다.
희미한 붉은 별일 가능성이 높은 이 물체는 시속 약 130만 마일(초속 600km)의 속도로 빠르게 이동했습니다. 이에 비해 태양은 시속 45만 마일(초속 200km)의 속도로 은하수를 공전합니다.
천문학자와 시민 과학자로 구성된 팀에 따르면, 이 물체가 확인된다면 최초로 알려진 “초고속” 초저질량 별이 될 것입니다. 이 연구의 저자이자 노트르담 대학교 물리 및 천문학과의 박사후 연구원인 로만 게라시모프는 별 형성이 질량이 낮은 물체를 선호하고 질량이 큰 별은 수명이 짧기 때문에 질량이 작은 별이 질량이 큰 별보다 훨씬 많다고 말했습니다. 하지만 저질량 별은 차갑고 덜 밝아서 감지하기 어렵습니다.
천문학자들은 하와이 마우나케아에 있는 W. M. 케크 천문대와 마우이의 할레아칼라 화산에 있는 하와이 대학교 천문학 연구소의 Pan-STARRS 망원경을 포함한 지상 망원경을 사용하여 J1249+36을 관찰했습니다.
케크 천문대의 근적외선 에셸렛 분광기의 데이터는 이 별이 L 준왜성, 즉 태양보다 훨씬 낮은 질량과 더 차가운 온도를 가진 별임을 시사했습니다. 차가운 준왜성은 은하계에서 가장 오래된 별입니다.
1988년에 처음 존재한다고 이론화되고 2005년에 발견된 초고속 별은 이미 극히 드물기 때문에 이 새로운 발견은 “특히나 흥미롭다”고 그는 말했습니다.
Backyard Worlds: Planet 9라는 프로젝트에 참여한 자원봉사자들은 CWISE J124909.08+362116.0 또는 줄여서 J1249+36이라는 별을 처음 감지했습니다. 이 프로젝트에 참여한 연구원들은 해왕성 너머의 “태양계 뒷마당”에서 발견되지 않은 미확인물체나 Planet Nine이라는 거대한 가상 세계에 대한 증거를 찾고 있습니다.
광속보다 빠른 미확인물체의 속도
Backyard Worlds 참가자들은 2009년부터 2011년까지 적외선으로 하늘을 지도화한 NASA의 광시야 적외선 탐사선 임무에서 수집한 이미지와 데이터에서 패턴과 이상을 찾습니다. (우주국은 2013년에 임무를 지구 근처 천체 광시야 적외선 탐사선으로 재지정하여 지구 근처 소행성과 혜성을 모니터링한 후 8월 8일에 완전히 퇴역시켰습니다.)
연구 저자에 따르면, J1249+36은 몇 년 전 시민 과학자들이 데이터를 면밀히 살펴보면서 눈에 띄었는데, 그 이유는 별이 광속의 약 0.1% 속도로 움직이고 있었기 때문이라고 합니다.
독일 뉘른베르크의 시민 과학자이자 연구 공동 저자인 마틴 카바트닉은 성명에서 “흥분 수준을 설명할 수 없습니다.”라고 말했습니다. “처음에 얼마나 빨리 움직이는지 보았을 때 이미 보고되었을 것이라고 확신했습니다.”
여러 망원경의 후속 관측을 통해 천체에 초점을 맞추고 발견을 확인하는 데 도움이 되었습니다.
캘리포니아 대학교 샌디에이고의 천문학 및 천체물리학 교수이자 연구 책임자인 애덤 버거서는 성명을 통해 “이곳이 소스에 대한 매우 흥미로운 부분인데, 속도와 궤적이 은하수를 벗어날 수 있을 만큼 빠르게 움직이고 있다는 것을 보여주었기 때문입니다.”라고 말했습니다.
별의 낮은 질량은 처음에는 분류하기 어렵게 만들었고, 천문학자들은 그것이 저질량 별인지 아니면 갈색 왜성인지 의문을 품게 되었습니다. 갈색 왜성은 별이나 행성이 아닌 천체입니다.
갈색 왜성은 행성보다 더 거대하지만 별만큼 거대하지는 않으며, Backyard Worlds 프로젝트에 참여하는 시민 과학자들은 4,000개 이상을 발견했습니다.
하지만 그 갈색 왜성 중 어느 것도 지난 20년 동안 천문학자들이 관찰한 “폭주” 초고속 별처럼 은하계 밖으로 나갈 궤적을 따라 빠르게 움직이지 않았습니다. 연구 저자에 따르면, 이 물체에 대한 더 많은 세부 정보를 발견하면 천문학자들이 이 물체가 극심한 가속을 겪은 고속, 저질량 물체의 더 광범위한 집단을 나타내는지 여부를 판단하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 물체의 정확한 특성을 이해하면 언제 은하계를 떠날지 판단하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 이전에 천문학자들은 은하계 중심부의 초거대 블랙홀이 별에 빠른 발차기를 가하는 것을 발견했는데, 이 별은 약 1억 년 후에 은하계를 완전히 떠날 것입니다. 미확인물체와 외계 생명체를 연결 지으려는 시도는 매우 오래되었습니다. UFO가 외계인 우주선일 가능성에 대한 논의는 계속되고 있으며, 일부 사람들은 과학적 증거를 요구하고 있습니다. 그러나 현재까지 UFO가 외계에서 온 우주선이라는 확실한 증거는 없습니다.
기상 현상도 UFO로 오인될 수 있습니다. 예를 들어, 구름의 형태나 기상 풍선, 기상 패턴에 따라 하늘에서 이상한 모양을 가진 물체가 나타날 수 있습니다. 인공위성이나 우주정거장(예: 국제우주정거장, ISS)도 하늘에서 미확인 물체로 목격될 수 있습니다. 위성들이 햇빛을 반사할 때 밝게 빛나며, 때때로 그 정체를 알지 못한 사람들이 UFO로 인식할 수 있습니다.
미확인물체와 빠른 별의 킥
“이런 종류의 초신성에서는 백색 왜성이 완전히 파괴되므로 동반성이 방출되어 원래 이동하던 궤도 속도로 날아가고 초신성 폭발로 인한 약간의 충격도 받습니다.”라고 Burgasser는 말했습니다. “저희 계산에 따르면 이 시나리오가 통합니다. 그러나 백색 왜성은 더 이상 존재하지 않으며 수백만 년 전에 일어났을 가능성이 있는 폭발의 잔해는 이미 사라졌기 때문에 이것이 초신성의 기원이라는 확실한 증거는 없습니다.”
또 다른 가능성은 J1249+36이 구상 성단, 즉 구형의 밀접하게 결합된 별의 그룹에 존재했을 수 있다는 것입니다. 천문학자들은 이러한 성단의 중심에 질량이 다른 블랙홀이 존재한다고 예측합니다. 블랙홀은 너무 가까이 다가오는 별을 튕겨낼 수 있는 이진 쌍을 형성할 수 있습니다.
캘리포니아 대학교 샌디에이고 천문학 및 천체물리학과의 신임 조교수이자 연구 공동 저자인 카일 크레머는 성명을 통해 “별이 블랙홀 쌍성을 만나면 이 3체 상호작용의 복잡한 역학으로 인해 그 별은 구상 성단에서 바로 튀어나올 수 있습니다.”라고 말했습니다.
크레머는 시뮬레이션을 수행하여 3체 상호작용으로 인해 질량이 낮은 준왜성이 성단에서 떨어져 나와 J1249+36과 유사한 궤적을 따라갈 수 있다는 것을 발견했습니다.
크레머는 “이것은 개념 증명을 보여주지만, 이 별이 어떤 구상 성단에서 왔는지는 실제로 알 수 없습니다.”라고 말했습니다. 게라시모프는 이 물체가 구상 성단에서 방출되었다는 생각에 가장 흥미를 느낍니다. 구상 성단에는 130억 년 이상 된 별이 포함되어 있기 때문입니다.
그는 “구상 성단의 화학적 구성과 별 질량 분포는 우리 은하의 형성과 진화에서 가장 초기 단계를 포착합니다.”라고 말했습니다. “하지만 구상 성단에 대해 우리가 아는 거의 모든 것은 질량이 더 큰 구성원에 대한 연구에서 나온 것입니다. 저질량 별과 갈색 왜성은 관찰하기 너무 어렵기 때문입니다.”
제임스 웹 우주 망원경은 최근 천문학자들이 구상 성단에서 물체와 비슷한 질량을 가진 최초의 갈색 왜성을 식별할 수 있도록 했습니다. 하지만 지금까지 더 광범위한 이해를 확립하기에는 사례가 너무 적습니다.
“하지만 이 초고속 별이 실제로 구상 성단의 이전 구성원이라면, 태양 주변을 고속으로 이동하면서 방출된 별을 찾아 저질량 성단 구성원을 연구할 수 있는 새로운 방법이 열립니다.” 게라시모프가 말했습니다. “한 가지 사례를 찾을 수 있었으므로 앞으로 더 많이 발견될 가능성이 큽니다.”
J1249+36이 지금까지 이동한 경로를 역으로 추적하면 밤하늘의 혼잡한 부분에 도달할 수 있으며, 그곳에서는 발견되지 않은 성단이 발견되기를 기다리고 있다고 연구자들은 말했습니다.
이제 과학자들은 별의 원소 구성에서 더 많은 단서를 알아내고자 하는데, 이는 별이 은하수에서 멀어지는 궤적을 그리게 된 이유를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
백색 왜성이 폭발하면 J1249+36 주변에 존재할 수 있는 중원소가 생성됩니다. 마찬가지로 은하수 전역의 구상 성단에 있는 별은 기원을 나타내는 명함 역할을 하는 고유한 원소 패턴을 가지고 있습니다.
Gerasimov는 “우리는 본질적으로 이 별이 어떤 시스템에서 왔는지 정확히 알아낼 수 있는 화학적 지문을 찾고 있습니다.”라고 말했습니다.