ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ오랫동안 과학자들을 괴롭혀 온 태양계 주변 구름의 이상한 이온화 현상의 원인이 밝혀졌다. 미국 콜로라도대 연구팀이 약 450만 년 전 큰개자리(Canis Major)의 두 항성이 태양계를 가까이 스쳐 지나갔으며, 이 사건이 태양계 주변 성간 환경인 국부 간섭운(local interstellar clouds)에 남은 높은 이온화의 원인일 수 있다는 연구 결과를 발표했다.
이번 연구는 국제학술지 'The Astrophysical Journal'에 게재됐으며, 연구팀은 수백만 년 동안 이동해온 항성과 성간가스의 움직임을 시뮬레이션해 그동안 설명되지 않던 이온화의 근원을 추적했다.
◆ 밝게 빛났던 두 별, 태양계를 지나가다
약 450만 년 전, 큰개자리의 두 별이 태양계 곁을 스쳐 지나간 것으로 보인다. 연구팀 분석에 따르면 현재 지구에서 약 400~500광년 떨어진 이 두 항성은 과거 은하를 돌며 태양계와 불과 32광년까지 접근했다. 지금은 큰개자리의 다리를 이루는 엡실론성과 베타성(Epsilon CMa, Beta CMa)이다.
미국 콜로라도대학교 천체물리학자 마이클 셜(Michael Shull) 교수는 당시 이 별들이 "현재 밤하늘에서 가장 밝은 별인 시리우스보다 네 배에서 여섯 배 더 밝게 보였을 것"이라고 설명한다. 뜨겁고 거대한 B형 항성인 이들은 태양보다 훨씬 강력한 에너지를 내며, 태양계가 자리한 국부 간섭운에 뚜렷한 흔적을 남겼을 가능성이 크다.
태양계는 거대한 빈 공간인 국부 거품(Local Bubble) 안에 있는 '국부 간섭운'이라는 비교적 밀도가 높은 구름 속에 위치한다. 이 30광년 규모의 구름은 수소의 약 20%, 헬륨의 약 40%가 이온화된 상태로 관측돼 왔는데, 기존 방사선원으로는 설명하기 어려운 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다.
◆ 왜 태양계 주변 구름은 이렇게 이온화됐을까
연구팀은 이 의문을 풀기 위해 지난 수백만 년 동안 국부 거품과 구름, 주변 항성들의 움직임을 추적하며 방사선 공급원을 계산했다. 그 결과, 뜨거운 국부 거품 경계면에서 방출되는 고에너지 광자와 주변 백색왜성 세 개의 영향이 일부 작용하고 있었지만, 마지막 퍼즐 조각은 큰개자리의 두 B형 항성이었다.
약 440만 년 전 두 별이 태양계에서 32광년까지 접근하며 강력한 자외선과 고에너지 광자를 내뿜어 국부 간섭운의 가스를 강하게 이온화한 것으로 보인다. 이후 별들이 멀어지면서 밝기는 크게 줄었지만, 남겨진 이온화 흔적은 구름 내부에 여전히 남아 있다.
이 상태가 영원히 지속되지는 않는다. 시간이 흐르면 이온화된 원자들은 다시 중성으로 돌아가며, 흔적은 점차 사라질 전망이다.
하지만 태양계가 맞이할 변화는 가까운 미래에도 있다. 현재 국부 간섭운은 태양계를 감싸며 일종의 ‘방패’ 역할을 하고 있지만, 연구팀 계산에 따르면 태양계는 2천 년도 지나지 않아 이 구름을 벗어날 것으로 보인다. 더 희박한 성간물질에 노출되면 지구가 받는 우주 방사선 환경이 크게 달라질 수 있다.
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