[아하! 우주] 태양의 마지막 모습을 보고 싶다면...
-70억 년 후 태양의 운명
앞으로 70억 년 후 우리 태양이 맞을 최후의 모습을 그대로 보여주는 별의 이미지가 발표되어 비상한 관심을 모으고 있다고 영국 일간 데일리메일이 3일(현지시간) 보도했다.
별들도 태어나서 살다가 죽은 것은 인간과 다를 바가 없지만, 그 임종의 모습이 다 같지는 않다. 무엇이 별들의 운명을 결정하는가? 바로 덩치다. 즉, 별의 질량이 그 별의 운명을 경정짓는 것이다.
태양보다 수십 배 큰 별은 장렬한 폭발로 그 삶을 마감한다. 초신성 폭발이다. 반면, 태양 같은 작은 별들은 비교적 조용히 생을 마감한다. 별이 핵융합으로 중심핵에 있던 수소가 바닥나면 핵융합의 불길은 그 외곽으로 옮겨가고, 별의 바깥층이 크게 가열되어 팽창하기 시작하는데, 이때 별의 표면온도가 떨어져 붉은색을 띠게 된다. 이른바 적색거성이 되는 것이다.
그리고 별의 표면층이 중력을 벗어나 우주공간으로 탈출하기 시작하고, 별 속에서 진행되던 핵융합이 멈춤에 따라 별은 스스로의 중력을 지탱하지 못하고 수축하기 시작한다. 태양 정도 크기의 별은 대략 지구 정도의 크기까지 줄어든다.
이렇게 지구 크기로 줄어든 별은 작지만 매우 온도가 높은 백색왜성이 되고, 우주공간으로 탈출한 별의 외곽층은 밝게 빛나는 성운이 된다. 바로 위와 같은 행성상 성운이다. 하지만, 행성하고는 아무 관련이 없다. 옛날 작은 망원경으로 보았을 때 행성처럼 둥근 모양으로 보여 붙인 이름일 뿐이다.
'목성의 유령'도 그런 백색왜성의 하나다. 위의 이미지가 보여주듯이 지금 이 백색왜성에서 일어나고 있는 일들은 70억 년 후 우리 태양이 맞을 운명을 그대로 보여주는 것이다.
목성의 유령이라는 이름은 이 행성상 성운의 크기가 밤하늘에서 보는 목성과 거의 같기 때문에 붙여진 것이다. 거품 안쪽을 채우고 있는 푸른빛은 뜨거운 가스로부터 방출되는 X-선으로, 2백만 도에 달하는 고온이다. 이 같은 고온은 초속 2천km가 넘는 항성풍이 가스 고리에 부딪쳐 만들어지는 것이다.
이미지는 안쪽 고리 가장자리의 가스가 빠르게 흩어지면서 바깥 가스 고리를 만들고 있음을 보여준다. 아래 위로 두 붉은 가스 뭉치를 달고 있는 이 두 가스 고리는 차가운 가스를 품고 있는 주머니로, 초록색으로 보이는 것은 질소 분자가 내는 빛 때문이다. '목성의 유령'은 지구로부터 3,000 광년 떨어진 큰물뱀자리에 있다.
앞으로 70억 년 후면 수소를 다 태운 우리 태양도 바깥껍질이 떨어져나가 이와 비슷한 행성상 성운을 만들 것이고, 나머지 중심부분은 수축하여 지구 크기의 백색왜성이 될 것이다.
그때가 되면 수성과 금성은 부풀어오른 태양 적색거성의 불길 속으로 들어가게 될 것이고, 지구는 바다와 대기가 증발하여 우주공간으로 날아가고 지각은 녹아내릴 것이다. 그리고 태양의 행성상 성운은 나선성운과 같은 아름다운 우주 쇼를 펼치다가 몇만 년 후면 완전히 소멸할 것이다. 하지만 걱정할 필요는 없다. 이런 일은 몇십억 년 후에나 일어날 테니까.
하지만 여러분은 지금 태양의 70억 년 후 운명을 본 것이나 진배없다. 우주의 법칙은 냉엄하니까. 그러니 오늘 지구가 티끌처럼 날려 사라진다 해도 내일 우주에는 아무 변화도 없을 것이다. 철학자들은 이를 천지불인(天地不仁)이라 한다.
이광식 통신원 joand999@naver.com
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