인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우리는 이제 바너드 별을 떠나 이웃 별인 ‘볼프 359’의 두 행성으로 우주여행을 떠난다.

볼프 359는 황도 근처의 사자자리 방향에 자리잡은 지구로부터 약 7.8광년 떨어진 적색왜성이다. 겉보기등급은 13.51로 상당히 어두운 편이라 대형 망원경으로 관측해야만 겨우 보인다. 밝기는 태양의 0.00002배이다. 그의 나이는 상대적으로 젊다. 하지만 구성요소에서 리튬 성분이 관측되지 않았는데, 리튬을 모두 소비하기 위해서는 10억 년 이상이 필요하므로 나이는 적어도 그 이상이 될 것이다.

볼프 359는 태양계에서 매우 가까운 이웃 별로 이 별보다 가까운 천체는 우리가 지나온 센타우루스자리 알파계와 바너드별, 루만 16과 WISE 0855−0714 등이 있다.

이 별은 알려진 항성 중 아주 어둡고 질량이 작은 축에 든다. 빛을 발산하는 층인 광구에서 이 별의 유효온도는 대략 2800 켈빈으로 매우 낮아서 화학적 화합물들이 생겨나서 유지가 가능할 정도이다. 볼프 359의 표면에는 태양의 평균적 힘보다 강력한 자기장이 형성되어 있다.

볼프 359는 고유운동으로 알려진, 천구면을 가로질러가는 운동의 크기가 상대적으로 커서 천문학자들의 관심을 끌게 되었다. 이 별의 고유운동은 1917년 독일 천문학자 막스 볼프가 최초로 측정했다. 1919년 볼프는 높은 고유운동량을 갖는 항성 1천 개 이상을 실은 성표를 출판했는데, 볼프 359도 여기에 포함되었다. 그는 이 항성에 등록번호 359를 부여하여 ‘볼프 359’로 명명하였다.

질량은 태양의 9%로 항성이 양성자 연쇄 반응을 통해 수소 융합을 할 수 있는 하한선인 태양 질량 8%보다 약간 높은 정도이다. 반지름은 태양의 16% 또는 약 11만 킬로미터이다.

항성 내부 전체는 대류층으로 이루어져 있어 중심핵에서 생산된 에너지는 복사 대신에 플라스마가 대류하는 움직임을 통해 표면으로 전달된다. 이 순환은 중심핵에서 핵합성으로 생성 누적된 헬륨을 항성 내부 전체로 흩어 놓는다.

어떤 별이 빛을 방출하는 바깥쪽 층을 광구라고 부른다. 볼프 359의 광구 유효온도는 2500-2900 켈빈으로 충분히 차갑지만, 화학적 화합물들은 소멸하지 않고 오래 유지되어 우리가 분광선으로 감지할 수 있다.

광구 너머로 흐릿하지만 온도가 높은 코로나 영역이 펼쳐져 있다. 2001년 볼프 359는 지상에 설치된 망원경을 통해 태양 외의 별들 중에서 코로나의 존재를 증명하는 스펙트럼이 발견된 최초의 항성이 되었다.

허블 우주망원경으로 이 별을 관측한 결과 동반성은 발견되지 않았으나, 연구 결과 행성 후보 두 개가 발견되었다. 적외선 초과 현상은 감지되지 않았기에 항성을 도는 먼지 원반은 없는 것 같다.

항성의 자전은 스펙트럼에 도플러 편이가 나타나는 원인이 된다. 대체로 항성이 회전하면 스펙트럼상 흡수선들의 폭이 넓어지며, 회전 속도가 빨라질수록 흡수선의 두께도 보다 두꺼워진다. 그러나 이 방법으로는 관측자 방향에 대한 회전 운동만을 측정할 수 있기에 산출된 데이터는 항성 자전 속도의 하한선만을 보여준다.

이렇게 구한 볼프 359의 적도상 자전 속도는 초당 3킬로미터 미만으로 분광선 폭넓히기 방법을 통해 검출할 수 있는 경계선 아래 수준이다. 이렇게 회전속도가 낮은 이유는 항성풍으로 운동량이 감소했기 때문인 것 같다. 별의 운동량은 초당 19㎞이며 다른 별에 비해 폭발 빈도수가 높은데 두 시간 동안 32회의 플레어가 관측되었다. 이에 따른 자기장의 힘은 태양의 2200배에 이른다.

볼프 359는 우리 은하계 내에서는 밀도가 높은 지역에 자리 잡고 있으며, 천문학 연구에서 중요한 별로 평가받고 있다. 지금으로부터 약 13850년 전 태양계에 7.35 광년까지 접근했다가 이후 멀어지고 있다.

가까운 거리 덕에 이 항성은 여러 과학소설에 단골로 등장한다. 미국의 SF 드라마 스타트렉의 넥스트 제너레이션에서 가장 큰 함대 전투가 일어난 곳이다. 40척의 행성연방 스타플릿 함선이 보그라는 외계종족의 큐브 1척에 대항하기 위해 전투를 벌였지만, 39척이 격침당하고 11,000명이 사망하여 참패하면서 드라마 속 인물들뿐만 아니라 시청자에게도 큰 충격을 주었다. 미국의 게임 스타필드에서는 인류가 개척한 주요 성계 중 하나로 나오고 식민지 연합소속의 성계로 등장한다.

2019년 6월에는 2개의 행성의 존재 가능성이 보고되었다. 칠레의 Harps와 하와이 Hires 망원경에서 시선속도측정법으로 발견했다. 볼프 359b는 모항성에서 1.8AU 떨어져 있는 지구 질량의 30배 정도 되는 행성이며, 볼프 359c는 모항성에서 0.018AU 떨어진 거리에 있는 지구 질량의 4배 정도 되는 행성이다.

이러한 의미를 담아 그림 ‘볼프 359 241501P’를 그리고, 시 ‘유랑자 볼프 359’를 썼다.

/우주화가 하정열(Cosmos Painter Ha, Jung-Yul)   

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

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