태양계 밖에서 날아온 최초의 성간 천체 오무아무아

안녕하세요 정보를 알려드리는 다올입니다.

'오무아무아(Oumuamua)'라 불리는 최초의 성간 천체에 대해 알아보겠습니다.

지금까지 알려진 혜성과 소행성의 수는 75만개에 이릅니다. 하지만 어느 것 하나 태양계 밖에서 온 것으로 판명된 것은 없었습니다. 그런데 나사는 2017년 10월, 태양계 밖에서 날아온 것으로 보이는 소행성을 처음으로 관측했습니다. 이 소행성은 길쭉한 붉은 색 행성으로 ‘오우무아무아(Oumuamua)’라는 별칭이 붙었습니다. 하와이어로 아주 먼 곳에서 온 첫 메신저라는 뜻입니다.

출처 : 매거진K

길이는 약 400m, 폭은 40m 정도로 파악된 이 천체는 태양계에서는 찾아보기 어려운 독특한 행성이라는 점이 눈길을 끌었습니다. 최초 관측 당시 이 소행성은 초속 44㎞ 정도의 속도로 움직이고 있었는데, 궤도가 기존의 혜성이나 소행성과 많이 달라서 주목을 하고 관측을 이어갔던 것으로 알려졌습니다. 또한 길쭉한 모양을 하고 있어서 시간에 따른 밝기 변화가 심하게 나타나는것이 특징입니다.

출처 : 매거진K

전문가들이 이 소행성을 ‘외계 방문자’로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문입니다. 당시 미국 하와이 대학 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 오무아무아의 움직임을 관측해 첫번째 지구를 찾아온 인터스텔라(interstellar·성간) 천체로 규정했습니다.

출처 : 매거진K

또한 브레이크스루재단은 이 소행성이 태양계로 찾아온 외계문명의 우주선일 수 있는 가능성을 두고 조사에 착수하기도 했습니다. 오무아무아에서 온 전파 신호를 잡기 위해 세계 최대의 망원경을 동원하는 ‘브레이크스루 리슨(Listen)’ 프로젝트입니다. 세계 최고의 망원경 중 하나인 ‘로버트 C.버드 그린 뱅크’를 통해 1~12GHz 범위의 4개 주파수 대역에서 오무아무아를 관측하는 것입니다.

출처 : 매거진K

과학자들이 오무아무아를 우주선일 수 있다고 생각하는 근거는 독특한 생김새 때문입니다. 영화 속에서 묘사되는 우주선을 보면 보통 둥그런 구나 직각의 직육면체 대신 궐련 모양의 기다란 형상을 하고 있습니다. 이는 성간 가스와 먼지에 의해 생기는 마찰을 최소화하기 위한 것입니다. 오무아무아는 기존에 발견된 다른 소행성들과 달리 기다란 담배 같은 외형이며 최초의 성간 천체라는 점에서 외계문명이 만든 인공물일 거라는 추측을 하고 있습니다.

  

출처 : 매거진K

이후 전세계 과학자들은 오무아무아에 대한 연구를 진행해 최근들어 하나 둘 씩 그 성과를 꺼내놓기 시작했습니다. 이번에 토론토 대학은 컴퓨터 모델링 작업을 통해 오무아무아가 쌍성계에서 왔을 것이라는 주장을 내놨습니다. 쌍성계는 한마디로 태양이 두개인 곳으로 의외로 우주에 흔하디 흔합니다. 우리은하에도 쌍성계가 50% 정도 될 것이라는 추측이 있을 정도입니다.

출처 : 매거진K

연구팀은 태양계와 같은 단성계보다 쌍성계는 더 강한 중력으로 보다 많은 소행성들을 성간으로 방출될 수 있다는 점을 강조했습니다. 논문의 선임저자인 알란 잭슨 박사는 "태양계 밖에서 온 천체를, 그것도 소행성을 관측했다는 것 자체가 매우 획기적인 일"이라면서 "꼬리를 남기는 혜성에 비해 소행성은 관측하기가 쉽지 않다"고 전했습니다.

출처 : 매거진K

오우 무아무아에 대한 연구는 이제 막 시작됐습니다. 과학자들은 오우 무아 무아처럼 태양계에 떠 있는 더 많은 성간 물체를 발견할 것이며, 외계 생명체를 찾을 가능성이 있다고 예측합니다. 

출처 : https://magazine-k.tistory.com/858

오무아무아의 정체가 소행성인지 아니면 혜성인지는 아직도 논쟁 중이다. 그런데 오무아무아는 소행성도 혜성도 아니라는 연구 결과가 최근에 발표됐다.

미국 시카고대학의 대릴 셀리그먼과 예일대학의 그레고리 러플린은 오마우무아의 기존 데이터를 자세히 분석한 결과 이 물체의 정체는 우주에서 표류하는 수소 얼음덩어리라고 추정했다. 이 연구 결과는 출판 전 논문을 수록하는 온라인 저널인 ‘아카이브(arXiv.org)’에 발표됐으며, 국제학술지 ‘천체물리학 저널 레터스’에 곧 게재될 예정이다.

천문학자들이 오무아무아를 발견한 건 이미 태양에 가장 가깝게 접근한 후 태양계를 벗어나고 있을 때였다. 하지만 태양에 묶여 있기에는 너무 빨리 움직이고 있었기에 태양계가 아닌 외계에서 오무아무아가 탄생했을 것으로 추정했다.

그런데 오무아무아가 태양계로부터 멀어질 때 이상한 현상이 관측됐다. 태양의 중력에 맞서는 일반적인 외계 물체보다 그 탈출 속도가 훨씬 빨랐던 것. 따라서 과학자들은 태양을 지날 때 물 성분의 얼음이 녹아 가스 형태로 빠져나가면서 그처럼 속도가 빨라진 것으로 보고 있다.

빠른 탈출 속도, 수소 얼음으로 설명 가능

하지만 셀리그먼과 러플린은 그 현상만으로는 그처럼 빠른 속도가 날 수 없다고 생각했다. 천체 표면의 200% 이상이 물로 덮여 있어야만 그런 속도가 가능하기 때문이다. 이에 따라 그들은 오무아무아처럼 빠른 속도를 낼 수 있는 다른 종류의 얼음들을 조사하기 시작했다.

그렇게 해서 찾아낸 것이 바로 수소 얼음이다. 수소 얼음 분자는 매우 느슨하게 결합되어 있으므로 천체 표면에 6%만 덮여 있어도 그처럼 빠른 속도를 낼 수 있다는 것이다.

오무아무아가 수소 얼음으로 되어 있다는 사실은 이 천체의 고향을 특정할 수 있는 중요한 단서가 되기도 한다. 수소 얼음은 -267℃의 극저온에서 승화(고체가 기체로 변하는 현상)하는데, 이는 우주 공간의 온도인 -270℃보다 약간 높을 뿐이다.

거대한 분자 구름의 합성 이미지. 이처럼 먼지와 가스로 가득한 곳의 한구석에서 오무아무아가 탄생했다는 연구 결과가 발표됐다. ⓒ NASA, CXC, PSU, JPL-Caltech 등

따라서 수소가 풍부한 오무아무아는 매우 추운 곳에서 태어난 것으로 추정된다는 것. 이렇게 추운 고향의 최적지는 거대한 분자 구름이다. 그곳은 먼지와 가스가 축적된 수십 내지 수백 광년에 이르는 넓이로서 별이 태어나는 곳이기도 하다.

거대한 분자 구름에서는 수백만 년에 걸쳐 물질의 약 1%가 별을 형성하기 위해 중력의 힘으로 합쳐진다. 그리고 소멸하기 전에 각각의 구름은 수천 개의 별과 절반쯤 데워진 태양계 크기의 가스 덩어리를 만들 수 있다.

그런데 이 가스 덩어리는 태양과 같은 항성으로 압축되지도 않은 채 핵융합을 시작할 수 있다. 빛이 없고 밀도가 높은 그런 곳의 중심핵은 수소 얼음이 형성될 수 있을 만큼 기온이 매우 낮을 수 있다. 연구진은 이처럼 거대한 분자 구름 안의 항성이 되지 않은 중심핵에서 오무아무아가 형성되었을 가능성이 높다고 밝혔다.

처음 모양은 지금보다 3배 더 큰 구형

또한 이번 연구 결과는 오무아무아의 생김새가 어떻게 해서 궐련 모양처럼 특이하게 변했는지를 설명할 수 있다는 점에서도 주목을 끈다.

오무아무아는 길이가 약 400m로서 축구경기장 만하지만 그 폭은 1/10에 불과해 옆에서 보면 마치 궐련 같은 모양을 하고 있다. 태양계에서는 볼 수 없는 그 특이한 생김새로 인해 오무아무아는 한때 외계인이 만든 우주선일 가능성이 제기되기도 했다.

연구진은 오무아무아가 약 1억 년 전 처음 형성되었을 때는 지금보다 3배 더 큰 구형이었을 것으로 추정한다. 그런데 수소 얼음 99%로 구성된 구형의 천체가 태양에 가까이 다가옴에 따라 열에 의해 차츰 닳아 없어짐으로써 지금과 같이 길쭉한 모양으로 줄어든 것으로 보고 있다.

오무아무아의 기원이나 그 특이한 형태의 원인을 설명하는 연구 결과들은 이외에도 꽤 많이 발표된 바 있다. 하지만 지구 관측 역사상 최초로 발견된 이 성간 물체에 대한 더 이상의 자세한 관측은 이제 불가능하다. 이 물체는 우리의 시야에서 사라진 지 이미 오래이기 때문이다.

그러나 앞으로도 이 물체의 정체를 밝힐 기회는 남아 있다. 우리 태양계로 들어오는 비슷한 성간 물체를 또다시 발견할 경우 수소 얼음이 승화될 때 어떻게 변화하는지 더욱 자세히 관찰할 수 있을 것이기 때문이다.

출처 : https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%83%88%EB%A1%AD%EA%B2%8C-%EC%A0%9C%EA%B8%B0%EB%90%9C-%EC%98%A4%EB%AC%B4%EC%95%84%EB%AC%B4%EC%95%84%EC%9D%98-%EC%A0%95%EC%B2%B4/

우주의 신비는 끝도 없는것 같습니다. 우주에서 보는 지구는 참 자그마하겠지요. 그리고 그 안의 사람들을 보면 우리가 개미를 보는 것보다 더욱 작게 보이겠지만, 현실을 정말 치열한거 같습니다. 한번씩 우주 또는 먼 풍경을 생각하고 바라보며 여유를 가지는 하루 되시길 바랍니다.