젊은 별 무리 속 적색왜성 6개에서 존재해서는 안 될 원소가 발견됐다. 연합뉴스에 따르면 영국 킬대학교와 엑서터대학교 공동연구진이 이례적으로 리튬 함량이 높은 적색왜성들을 확인하고, 이 별들이 과거 지구와 비슷한 암석형 행성을 집어삼켰을 가능성을 제시했다.
30일 영국왕립천문학회 월보에 게재된 논문에서 연구진은 유럽 가이아-ESO 분광 탐사 데이터를 활용해 5천만~2억 년 된 산개성단 15곳의 별 1천400여 개를 정밀 분석했다. NGC 2516, 블랑코 1, NGC 2451a 등 3개 성단에서 동일 조건의 다른 별들과 달리 리튬 농도가 현저히 높은 초기 M형 왜성 6개가 포착됐다.
제1 저자 로빈 제프리스 킬대 교수는 별 탄생 직후 핵반응 과정에서 리튬 대부분이 소멸한다고 설명했다. 태양보다 크기가 작고 표면 온도는 낮지만 내부가 극도로 뜨거운 적색왜성 특성상, 수천만~수억 년이 흐른 뒤 리튬이 검출되는 상황은 통상적이지 않다는 것이다.
제프리스 교수는 별빛 스펙트럼 분석을 통해 구성 물질 파악이 가능하다며, 극미량의 리튬조차 흰 캔버스 위 물감처럼 선명하게 드러난다고 비유했다. 대기 중 리튬 존재는 해당 별이 리튬 풍부한 행성 물질을 흡수했음을 암시하는 단서라는 해석이다.
연구진 추산에 따르면 지구 질량의 3~10배에 달하는 행성 물질이 유입되면서 고갈됐던 별 대기에 리튬이 새롭게 공급됐을 것으로 보인다. 해당 별들의 위치, 운동 양상, 광도, 색상 모두 성단 내 정상 별들과 동일했으며, 대다수가 쌍성 특징 없이 느린 자전 속도를 보여 자기장이나 고속 회전으로 리튬 소비가 억제됐을 가능성은 낮다고 연구진은 밝혔다.
행성계 생성 과정에서 천체 간 중력 작용으로 암석행성 일부가 모항성 방향으로 밀려 흡수되는 시나리오가 관측 결과와 가장 부합한다고 연구진은 결론지었다. 이런 현상이 초기 태양계에서도 발생했을 개연성이 있다는 언급도 덧붙였다.
기존 컴퓨터 시뮬레이션 역시 초기 행성계에서 일부 행성이 별로 빨려들 수 있음을 예측해왔다. 리튬 과다 적색왜성은 유사 연령·온도대 연구 표본의 2~3%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 시간 경과에 따라 리튬이 재차 파괴되므로 실제 행성 흡수 빈도는 이보다 높을 수 있다며, 연구진은 추가 성단·적색왜성 조사를 통해 정확한 발생률 규명이 가능할 것이라고 전망했다.
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