[사이테크 플러스] '실패한 별' 갈색왜성 5개 추가 발견…목성 질량의 77~98배

[사이테크 플러스] '실패한 별' 갈색왜성 5개 추가 발견…목성 질량의 77~98배

(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 행성보다는 훨씬 크지만 별처럼 핵융합을 일으키기에는 질량이 너무 작아 '실패한 별'(failed stars)로 불리는 갈색왜성(brown dwarf) 5개가 새로 발견됐다.
스위스 제네바대학 놀란 그리브스 박사가 이끄는 국제연구팀은 27일 과학저널 '천문학과 천체물리학'(Astronomy and Astrophysics)에서 미국 항공우주국(NASA)의 외계행성 탐사위성 테스(TESS)가 관측한 천체 5개(TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 and TOI-1213)를 분석한 결과 갈색왜성에 속하는 것으로 나타났다고 밝혔다.

갈색왜성은 질량이 행성과 항성(별) 사이에 해당하는 천체들이다. 하지만 갈색왜성과 행성을 구분하는 질량 한계가 얼마인지는 여전히 논란거리이며 특히 갈색왜성의 질량이 저질량 항성(low-mass star)과 비슷한 경우에는 둘을 구분하는 게 매우 어렵다.
목성 같은 거대한 가스형 행성처럼 별들도 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 하지만 질량이 매우 큰 별들은 가스형 행성과 달리 거대한 중력으로 중심부에서 수소 핵융합이 일어나 헬륨으로 변하면서 엄청난 양의 에너지와 빛을 내뿜는다.
반면에 '실패한 별'인 갈색왜성은 수소 핵융합이 시작될 만큼 중력이 충분히 크지 않아 별처럼 많은 빛과 열을 내지 못한다. 이 때문에 지금까지 외계 행성은 수천 개가 발견된 반면 행성보다 훨씬 질량이 큰 갈색왜성은 30여 개가 발견됐을 뿐이다.
그리브스 박사는 "아직 갈색왜성을 별과 구분하는 질량 한계를 정확히 알지 못한다"며 "이 한계는 갈색왜성의 화학적 구성이나 형성 방식, 초기 반지름 등에 따라 달라질 수 있다"고 말했다.
이번 연구에서 갈색왜성으로 분류된 TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746, TOI-1213 등 5개는 각각 중심별을 5~27일에 한 바퀴씩 돌고 있는 동반자(companion) 천체로, 반지름은 목성의 0.81~1.66배, 질량은 목성의 77~98배인 것으로 나타났다.
연구팀은 이들 갈색왜성 5개가 별들과의 경계선에 있는 것으로 추정된다며 각각이 갈색왜성의 특성과 이들의 형성과정, 이들의 수가 왜 그렇게 적은지에 대한 이해를 높일 수 있는 단서를 제공한다고 밝혔다.
그리브스 박사는 그러나 "이들 갈색왜성의 질량은 저질량 항성과 너무 비슷해 둘을 명확히 구분하기 어려울 정도"라며 "갈색왜성과 저질량 항성의 차이를 더 명확히 밝혀내기 위해서는 더 많은 갈색왜성을 발견해 연구해야 할 필요가 있다"고 말했다.
scitech@yna.co.kr
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