오르트 구름 형성·제9행성 존재 등 설명하는 쌍성모델 제시
태양계의 유일한 항성인 태양이 원래부터 하나였던 것이 아니라 비슷한 질량의 짝별(동반성)을 가진 쌍성이었을 수 있다는 가설이 제기됐다.
하버드대 천문학과 어비 로브 교수가 이끄는 연구팀은 태양의 쌍성 가능성을 제시하는 연구 결과를 국제학술지 ‘천체물리학 저널 회보'(The Astrophysical Journal Letters)에 발표했다.
하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA)에 따르면 연구팀은 태양과 같은 밀도를 가진 가스구름에서 형성된 별들이 모여있던 ‘별 형성 클러스터'(birth cluster)에서 태양이 짝별을 갖고 있었을 수 있으며, 이 짝별의 존재가 태양계 바깥을 공 모양으로 둘러싼 천체 집단인 ‘오르트 구름’의 형성을 제대로 설명할 수 있다고 밝혔다.
태양계와 인근 항성계를 형성하고 남은 잔해가 흩어져 있는 오르트 구름의 형성 과정은 기존 모델로는 설명하기 어려운 부분이 있는데 쌍성 모델이 새로운 퍼즐 조각이 될 수 있다는 것이다.
논문 공동저자인 하버드대 학부생 아미르 시라즈는 “이전 모델은 오르트 구름의 천체와 산개된 원반 천체 간 비율을 산출하는 데 어려움이 있었다”면서 “쌍성 모델은 훨씬 더 정교하고 개선된 설명이 가능하게 하며 이는 태양과 같은 항성들이 대부분 쌍성으로 탄생한다는 것과도 부합한다”고 설명했다.
연구팀은 오르트 구름이 짝별의 도움을 받아 형성된 것이라면 태양계 형성과 더 나아가 지구의 생명체 기원을 이해하는 데도 중요한 의미를 지니는 것이라고 지적했다.
로브 교수는 “쌍성계는 하나의 별을 가진 항성계보다 다른 천체를 붙잡아두는데 훨씬 더 효율적”이라면서 “오르트 구름이 현재 관측되고 있는 것과 같은 형태로 형성된 것이라면 사실상 태양이 별 형성 클러스터를 떠나기 전에 비슷한 질량의 짝별을 갖고 있다가 잃었다는 의미”라고 했다.
또 오르트 구름의 천체가 지구에 물을 가져다주고 공룡 대멸종을 유발하는 등 지구의 생명체 역사에서 중요한 역할을 했을 수 있어 오르트 구름의 형성 과정을 정확히 규명하는 것이 필요한 것으로 지적됐다.
연구팀은 해왕성 바깥에 아직 발견되지 않은 제9행성이 존재한다는 가설과 관련해서도, “이 행성이 어디서 온 것인지는 불분명하지만 쌍성 모델은 제9행성과 비슷한 궤도를 가진 더 많은 천체가 있을 수 있는 것으로 예측하고 있다”고 덧붙였다.
현재 관측 기술로는 오르트 구름이나 제9행성이 너무 멀리 있어 직접 관측하거나 평가하기가 어려운 상황이다. 그러나 칠레 북부에 건설 중인 구경 8.4ｍ의 세계 최대 광시야 망원경인 ‘베라 C. 루빈 천문대'(VRO)가 가동되면 제9행성의 존재와 기원 등을 확인할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
시라즈는 “VRO가 제9행성의 존재와 기원을 확인하고 이와 비슷하게 붙잡혀 있는 다른 왜소행성까지 찾아낸다면 오랫동안 받아들여져 온 단일 항성 역사를 제치고 쌍성 모델이 힘을 얻게 될 것”이라고 했다.
연구팀은 사라진 짝별의 행방과 관련, “별 형성 클러스터를 지나던 별들의 중력으로 태양에서 짝별이 분리됐으며 우리은하 어딘가에 존재할 것”이라면서 “쌍성계가 무너지기 전에 태양계는 외곽에 오르트 구름과 제9행성과 같은 천체들을 붙잡아 뒀을 것”이라고 덧붙였다.
