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밤하늘의 별은 계속 늘어날까요? 목록

조회 : 3196 | 2015-03-26

코마 성단(coma cluster)의 모습 - wikimedia 제공

 

사람들은 밤하늘의 별을 보고 ‘무수히 많다’고 표현하지만 실제로는 별들의 숫자가 어느 정도 일정하게 유지되고 있다. 미국 연구진이 이런 별들의 숫자를 조절하는 ‘시스템’의 비밀을 밝혀내 ‘네이처’ 4일자에 발표했다.

미국 메사추세츠공대(MIT) 카블리 천체물리우주연구소 미카엘 맥도날드 박사팀은 미시간주립대와 공동으로 우주의 성단 내부에서 생성되는 별의 개수를 조절하는 원리를 새롭게 발견했다.

별은 밀도가 높고, 온도가 낮은 성단에서 태어난다. 성단이란 은하계처럼 별과 행성들이 모여있는 집단을 말하는데, 성단의 온도가 낮으면 새로운 별을 만들고, 그 과정에서 온도가 올라가 소위 임계온도 이상으로 올라가면 더 이상 별을 생성하지 않고 그 상태를 계속 유지하는 경향이 있는 것으로 알려져 있다.

 

하지만 그간 별을 생성할 만큼 내부 온도를 충분히 낮게 유지하는 체계가 무엇인지는 명백히 밝혀지지 않았다. 성단 내부엔 지금보다 10배 이상 많은 별을 생성할 만큼의 물질이 있지만 별의 생성은 억제된 상태였던 것.

맥도날드 박사팀은 별이 모여 있는 성단의 내부 온도가 오르내리는 규칙을 처음으로 규명해 냈다. 이 공식을 이용해 분석한 결과 성단 내부에서 별을 생성하는 가스가 급격히 냉각되는 온도를 밝혀냈다. 계산식을 이용해 임계온도를 확인하는 규칙을 처음 찾아낸 것으로, 우주 여러 은하의 생성과 소멸 조건을 이해하는데 큰 보탬이 될 것으로 보인다.

연구팀은 이 공식을 이용해 지금까지 발견했던 모든 성단의 임계온도를 계산해 냈다. 이 온도를 우주망원경 등으로 관측한 정보와 비교한 결과 실제로 공식이 정확하다는 사실이 밝혀졌다.

 

연구팀은 이 과정에서 임계온도 이하의 성단이 별을 무한히 생성하지 못하는 까닭 역시 밝혀내고 여기에 ‘추락으로 인한 피드백(precipitation-driven feedback)’ 현상이란 이름을 붙였다.

별을 생성하기 위해 온도가 낮은 공간에 모인 가스는 빠르게 응집해 성간운을 형성한다. 이 물질 중 일부가 블랙홀로 빨려 들어가면서 잃어버린 질량만큼 주위 온도를 높이게 된다. 더 이상 별을 생성하지 못하도록 주변의 가스를 뜨겁게 달구는 것이다.

박석재 한국천문연구원 연구위원 은 “연구팀이 방정식을 통해 구체적인 임계온도를 확인한 것은 우주 역사에 획기적인 일”이라고 말했다.

 

 

권예슬 기자 yskwon@donga.com

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