한국천문연구원 티엠 황(Thiem Hoang) 박사가 이끄는 국제연구팀은 태양계에서 관측된 최초의 외계 성간천체 '1I/2017 U1ʻOumuamua, 이하 오우무아무아)'가 수소 얼음과 물 얼음이 아니라고 밝혔습니다.

2020년 티엠황 박사의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음으로 이루어져 있고 표면에서 나오는 수소 기체로 인해 가속 운동을 한다는 유력 가설을 뒤집는 논문을 제시한 바 있는데요. 이후 2023년 상반기 천문학계에서는 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있어 성간물질을 통과해도 파괴되지 않을 수 있다는 새로운 이론이 제시됐습니다. 성간물질이란 별과 별 사이 비어 있는 공간에 존재하는 먼지와 기체를 의미합니다. 성간물질을 통과하는 긴 시간 동안 기체 입자들이 충돌해 열이 발생하게 됩니다.

하지만 티엠 황 박사와 하버드-스미소니언 천체물리연구센터 아브라함 로브(Abraham Loeb) 교수의 연구팀은 오우무아무아가 수소 얼음과 물 얼음으로 구성되어 있다는 주장 또한 수소와 물의 승화 현상을 고려하지 않은 이론이며, 오우무아무아의 비중력 가속 운동^*을 설명할 수 있는 추력을 만들 수 없다고 주장했습니다.

*비중력 가속 운동: 추진력이 강해 태양 중력만으로 속도를 높이고 있다고는 설명하기 어려운 운동

연구팀은 오우무아무아가 우주 공간에서 겪을 수 있는 중요한 가열 및 냉각 과정을 고려한 열역학적 모델을 제시했습니다. 오우무아무아가 빠른 속도로 추진하기 위해서는 수소 얼음이 기체로 승화되어야 하는데 이때 많은 양의 수소가 필요합니다. 그러나 수소 얼음과 물 얼음으로 오우무아무아가 구성되어 있다고 가정하고 표면 온도를 추정한 결과, 온도가 매우 낮아 오우무아무아를 추진할 힘이 부족하며 충분한 수소 얼음도 없다고 밝혔습니다.

한국천문연구원 이론천문연구센터의 티엠 황 박사는 “오우무아무아가 어떻게 태어났으며 본질이 무엇인지 규명하는 것은 여전히 천문학자들에게 남겨진 숙제이며, 향후 베라 루빈 천문대에서 이루어질 대형 시놉틱 관측 망원경(Large Synoptic Survey Telescope, LSST)을 통해 많은 성간 물체를 탐지한다면 오우무아무아의 기원과 본질에 다가갈 수 있을 것이다.”고 말했습니다.

#용어 설명 

1. 오우무아무아(1I/2017 U1, ‘Oumuamua) 성간천체)

오우무아무아는 2017년 하와이대학 팬스타즈(Pan-STARRS)팀이 발견한 최초의 태양계 바깥에서 온 성간천체로 하와이어로 '먼 곳에서 찾아온 메신저'라는 뜻이다. 처음에는 소행성과 혜성으로 오인했으나 형태, 궤도, 속도, 가속운동 등의 특징을 통해 외계에서 온 성간천체로 확인되어 '1I/2017 U1'로 명칭이 바뀌었다. 2018년 스피처(Spitzer) 우주망원경을 이용해 관측한 결과 오우무아무아는 예상치 못한 속도로 빨라지며 마치 로켓이 엔진 추력으로 가속되는 것처럼 태양 중력만으로는 설명하기 어려운 비중력 가속운동을 보였다. 

2. 베라 루빈 천문대(VRO, Vera C. Rubin Observatory)

칠레 쎄로 파촌(Cerro Pachon)에 건설 중인 베라 루빈 천문대는 2022년부터 본격 가동될 예정이다. 이 사업은 미국국립연구재단(NSF) 주관하에 미국 대학천문학연구연합(AURA), 미국 에너지부(DOE), LSST 연합(LSSTC) 외에 여러 나라의 대학, 연구기관들이 건설과 운영에 참여한다. 현재 한국천문연구원에서도 참여를 추진하고 있다. 루빈 천문대의 핵심은 지름 8.4m 의 시모니 탐사 망원경(Simonyi Survey Telescope)과 그에 딸린 32억 화소 카메라다. 망원경 자체의 구경은 현재 건설 중인 거대망원경들에 비해 작은 편이지만, 천구의 3.5도 범위를 고해상도로 촬영할 수 있는 능력을 지녔다. 특정 천체가 아닌, 우주의 넓은 지역을 동시에 관측하는 데 특화된 것이다. 천문학자들은 이 관측자료를 이용해서 암흑물질과 암흑에너지 연구, 초신성 폭발과 같은 일시적 이벤트의 관찰, 소행성 탐색 등에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이웃집과학자 다른기사 보기