대략 50억 년 안에 우리 태양의 수소 연료가 고갈되면 태양은 거대한 적색 거성으로 부풀어올라 뜨거운 플라즈마 층을 격렬하게 떨어뜨리고 내부 행성을 바삭바삭하게 익힐 것입니다. 뒤에 남는 것은 냉각 가스의 팽창하는 거품뿐이며, 아름다운 행성상 성운과 중앙에 백색 왜성을 만들어 별의 다이아몬드처럼 밝게 빛납니다.
우리는 이것이 가장 가까운 별의 운명이라는 것을 알고 있지만 행성은 어떨까요? 지구에는 어떤 일이 일어날까요?
영국 워릭 대학교의 천문학자들은 이 질문에 대한 답을 찾기 위해 이 암울한 시나리오에 처한 행성에 대한 기본적인 생존 지침을 제시했습니다. 지구의 운명이 반드시 명확하지는 않지만 왕립 천문 학회 월간 공지에 발표된 연구에 따르면 백색 왜성과 함께 생활하는 경우 가장 작은 세계가 지배하게 될 것이라고 밝혔습니다.
왜 그런 것일까요? 우리는 많은 백색 왜성계 주변에 많은 양의 먼지가 있다는 것을 알고 있으며, 분광학 측정을 통해 먼지가 이 별의 대기를 오염시키는 것으로 밝혀졌습니다. 의미는 분명합니다. 이 항성계는 궤도에 암석 행성(소행성과 혜성 포함)이 있었지만 백색 왜성과의 극심한 조수 상호 작용을 통해 갈가리 찢어지고 먼지로 분쇄되었습니다.
파괴 반경
그렇다면 행성체가 백색 왜성 궤도에 섞이는 이유는 무엇일까요? 이 이국적인 별의 물체는 단지 지구 크기의 퇴화된 물질 덩어리에서 나온 죽은 별의 거의 전체 질량을 포함하고 있습니다. 이러한 극도의 밀도로 인해 믿을 수 없을 만큼 강력한 중력장과 조석력이 발생합니다.
백색 왜성에 너무 가까이 다가가면 행성은 별을 바라보는 반구에서 반대쪽 반구보다 더 강력한 조석력을 경험하게 됩니다. 그 행성이 무엇으로 만들어졌는지에 따라, 불길한 먼지 고리로 표시된 ‘파괴 반경’으로 알려진 특정 거리에서 행성을 통과하는 조석 전단력이 너무 커져서 문자 그대로 떨어져 나갈 것입니다.
다양한 크기의 다양한 행성에 대한 파괴 반경이 어디인지 이해하기 위해 연구자들은 태양과 같은 별이 죽고 적색 거성 단계를 거쳐 백색 왜성에 도달할 때 궤도에 있는 다양한 행성에 대한 동적 시뮬레이션을 수행했습니다. 별의 일생 중 이 폭력적인 단계는 주변 행성의 궤도를 교란하여 먼지로 뒤덮인 죽음으로 끌고 가거나 심지어 더 넓은 궤도로 던져버릴 것입니다.
점도가 전부입니다
흥미롭게도 연구자들은 행성이 조석 전단에 얼마나 민감한지에 영향을 미치는 것은 행성의 질량과 구성뿐 아니라 점도, 변형에 대한 저항이라는 사실을 발견했습니다. 그들은 거의 균질한 토성의 달 엔셀라두스와 유사한 일관성을 가진 저점도 외계 행성이 백색 왜성으로부터 파괴 반경의 5배 내에 있으면 파멸로 끌려갈 것이라는 것을 발견했습니다.
다른 극단에서는 점성이 높은 세계가 백색왜성을 파괴 궤도의 두 배만 공전한다면 편안하게 살 수 있습니다. 최근 천문학자들은 먼지 원반 내부에 박혀 있는 백색 왜성 주위에서 밀도가 높은 ‘중금속’ 물체를 발견했습니다. 큰 소행성보다 그리 크지 않은 이 물체는 조석 전단에 의해 파괴되어 점성이 높은 금속 핵이 남겨진 더 큰 행성의 금속 핵인 것으로 추정됩니다.
외계 행성(다른 별을 공전하는 행성)에 대한 검색이 더욱 정교해짐에 따라 백색왜성계에서 더 많은 세계를 볼 수 있게 될 것이므로 연구자들은 이러한 시뮬레이션이 이러한 외계 행성이 무엇으로 만들어졌는지 이해하는 데 도움이 되는 가이드 역할을 할 수 있기를 기대하고 있습니다.
하지만 지구는 어떻습니까?
이 동적 시뮬레이션은 먼지가 많은 죽음으로 끌려가는 것을 방지하는 데 필요한 몇 가지 주요 통찰력을 제공했지만 균질한 물체만 시뮬레이션합니다. 지구에 오면 문제는 더욱 복잡해집니다.
“우리의 연구는 여러 측면에서 정교하지만 전체적으로 구조가 일관된 균질한 암석 행성만을 다루고 있습니다”라고 워릭 대학의 보도 자료에서 수석 저자인 디미트리 베라스가 말했습니다. 또한 “지구와 같은 다층 행성은 계산하기가 훨씬 더 복잡하지만 우리는 그렇게 하는 것의 타당성도 조사하고 있습니다.”라고도 했습니다.
요약하자면, 백색왜성 주위를 끌려가서 죽지 않고 아늑한 궤도를 돌고 싶다면 중금속으로 구성된 작고 강력한 것이 좋습니다. 지구의 운명에 관해서는 우리가 두고 봐야 할 것입니다. 하지만 솔직하게 말해서 우리의 적색 거성 태양이 불타는 상태로 바뀔 때 여러분은 아마도 여기에 있고 싶지 않을 것입니다.
흥미로운 이야기
태양이 수소를 다 써버리고 적색거성으로 부풀어오르기 훨씬 전에, 태양은 지금보다 훨씬 더 뜨거워져 내부 행성을 조사하게 될 것입니다. 이것은 강력한 태양풍과 결합되어 우리의 대기를 날려버릴 가능성이 높으며 의심할 여지 없이 남아 있는 모든 생명체를 파괴할 것입니다.
백색 왜성 FAQ
백색 왜성은 무엇입니까?
어스스카이에 따르면 백색 왜성은 죽은 별의 잔해입니다.
백색 왜성이 죽으면 어떻게 되나요?
스페이스닷컴에 따르면 백색 왜성이 죽거나 더 이상 열이나 빛을 방출하지 않으면 흑색 왜성이 됩니다.
백색왜성이 초신성이 될 수 있을까?
미국 자연사 박물관에서는 백색 왜성이 핵에서 핵융합을 재점화할 만큼 질량이 증가하면 초신성이 될 것이라고 말합니다.
백색왜성이 행성을 파괴할 수 있을까?
점도가 낮은 행성이 백색 왜성에 너무 가까이 다가가면, 왜성의 믿을 수 없을 정도로 강력한 중력장과 조석력으로 인해 행성이 찢어질 수 있습니다.
백색 왜성은 얼마나 뜨겁습니까?
내셔널 지오그래픽에 따르면 백색 왜성의 온도는 화씨 180,000도를 초과할 수 있습니다.
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