[천문학 이야기] 베텔게우스!! 초신성폭발이 얼마 남지 않은 행성

 

 
요새 과학 이야기에 심취해있다. 특히 천문학, 우주에 관심이 많다.
전문가가 아니기 때문에 포스팅에 옮기는 것은 조심스럽지만
흥미롭게 생각하는 이야기들을 적어보려 한다.
 
첫 번째 이야기로
지구에서 가장 가까운 조만간 초신성 폭발할지도 모르는 별
베텔게우스를 소개해볼까 한다.
 

베텔게우스의 설명

베텔게우스는 우리가 잘 알고 있는 오리온자리에 있는 적성초거성으로
10만년 ~ 80만년 사이에 폭발할 것으로 보이며, 태양의 1400배정도 크기의 
굉장히 큰 별로 지구에서 맨 눈으로도 관찰할 수 있는 별이다.
태양같은 별이라고 생각하면 된다.
 
최근 천문학자들의 관측결과에 따르면, 베텔게우스는 10만~80만년이 아니라
100년안에 폭발할 것이라고 한다.
천문학자들의 연구 결과 베텔게우스에 대해 변경점이 있어 설명해보고자 한다.
 

베텔게우스의  최근 연구 결과 기준 소개

베텔게우스는 650광년 (빛이 650년동안 갈 수 있는 거리) 떨어져 있으며,
    1광년 = 대략 9.46조 킬로미터
650광년 = 약 6,149조 킬로미터
비행기(여객기)의 속도인 시속 950KM로 갈 경우 약 7.4억년을 이동해야 갈 수 있는 거리...
다만 우주로 보면 매우 가까운 거리에 위치하고 있다.
이 별은 매우 거대하고 밝아, 맨 눈으로도 쉽게 관찰할 수 있다.
대략 태양의 800배 정도 크기로 추정되나, 밝기가 계속 변동하고 있어 정확한 거리와 크기는 알 수 없다.
 

오리온자리의 적색초거성 베텔게우스 (출처: ALMA/ESO)

 
천문학에서는 별의 밝기로 크기와 질량, 거리를 추정하고 있는데
베텔게우스는 밝기가 계속 변화하는 변광성으로 관측에 상당히 어려움을 겪고 잇다.
 
천문학자들이 베텔게우스를 계속 연구해온 결과
베텔게우스는 반 규칙적으로 변광을 하고 있는데,
이는 별이 태양처럼 뜨겁게 불타면서 핵융합을 하고 있고, 핵연료가 소진되며 나타나는 현상이다

베텔게우스 적색초거성 상상도 (출처:NASA)

조금 더 설명해보자면
별이 지속적으로 팽창과 수축을 동시에 하고 있는 동적인 구조를 띄고있으며, 
마치 심장박동처럼 중력에 의한 수축, 핵융합에 의한 고열발생으로 팽창
즉 수축과 팽창이 동시에 발생하여 마치 진동하고 있는 듯한 불안정한 상태를 유지하고 있다.
 
베텔게우스를 오랜기간 연구한 결과
반 규칙적인 변광현상 주기를 관측할 수 있었는데, 약 2200일, 420일, 230일, 185일 네 가지의 주기로 변광(밝기가 변하는)현상이 발생하고 있다고 한다.
 
이러한 다양한 패턴으로 베텔게우스의 밝기 변화가 일어나는 이유는
베텔게우스가 초신성 폭발을 앞두고 핵융합의 연료가 고갈되어 가고 있다는 중요한 증거이다.
 
베텔게우스가 가지고 있는 핵융합연료를 고갈하여 점차 내부의 엔진이 서서히 꺼져가며 별을 붕괴시키려고 하는 자체 중력과 함께 
별 내부의 뜨겨운 열에 의한 압력이 서서히 균형이 깨지며 
별이 통째로 팽창과 수축을 반복하면서 진동하고 있는 것이다.

베텔게우스는 불안정하게 요동치며 강력한 항성풍과 에너지를 토해내고 있다. 출처: ESO

 

 

베텔게우스의 현재 상황

 
베텔게우스는 이미 별이 가지고 있는 모든 수소 연료를 모두 소진한 것으로 보인다.
수소 핵융합의 결과로 헬륨이 만들어지게 되는데,
이미 헬륨을 만드는 수소 핵융합은 더 이상 일어나지 않는 것으로 보이며
헬륨 조차도 이미 탄소로 융합이 완료된 것으로 보인다.
 
결론적으로 베텔게우스는 이미 별이 가지고 있는 모든 핵융합 연료를 소진한 것으로 
추정된다.
 
마지막으로 탄소마저 융합해서 더 무거운 네온이나, 마그네슘과 같은 원소를 만드는
탄소 핵융합이 벌어지고 있을 것이고, 탄소를 통한 핵융합마저 연료를 모두 소진하게 되면
별은 엄청난 속도로 붕괴하게 되며, 별의 외곽층은 순식간에 사방으로 흩어지게 된다.
바로 이것이 우리가 알고 있는 초신성 폭발이다.
 
현재 베틀게우스의 탄소 연료가 0.5%~17%남은 것으로 추정되며,
이제 중력 붕괴로 인한 폭발만이 남아있는 것으로 추정된다.
 
폭발까지 최소 10년~100년정도 남아있는데,
베텔게우스처럼 매우 가깝고, 거대하고 밝은 행성이 폭발하게 되면 
우리가 정말 살아생전 베텔게우스의 폭발을 지켜볼 수 있게 될지도 모른다.
 

베텔게우스 초신성 폭발 상상이미지

 

 

베텔게우스가 폭발한다면 어떻게 될까?

 
베텔게우스의 초신성 폭발이 지구에 미칠 영향은 어떨까?
다행히도 베텔게우스는 지구에 직접적인 영향을 줄 정도는 아닌 충분히 멀리 떨어져 있어 
지구에 치명적인 영향을 미치지 않을 것으로 예상된다.
하지만 이 거대한 별이 폭발하게 되면, 아래와 같은 일들이 일어나게 될 것이다.
 
1. 지구에서도 보름달 수준의 밝기로 매우 밝게 빛나게 될 것이다.
   천문학자들의 추정에 의하면 보름달의 10배에 달할 수 도 있다고 추정된다.
  이는 낮에도 볼 수 있을 정도의 밝기이고, 또한 몇 달동안 지속될 것이므로
   밤의 모습이 완전히 바뀔 수도 있습니다.
2. 지구에서 바라보는 오리온 자리의 모습도 바뀌게 된다.
3. 초신성의 밝은 빛때문에 다른별들의 관측에도 방해를 받을 수 있다.
 
결론적으로 지구에 치명적인 영향을 주기보다는 
천문학적으로 매우 흥미로운 현상으로 관측될 것이다.
천문학에 관심이 없는 사람들도 신기한 현상을 구경하게 될 것이다.
 
베텔게우스가 폭발하는 것을 우리가 직접 볼 수 있다면,
별의 폭발 과정과 결과를 자세히 관찰하고 분석하고, 별이 만들어낸 다양한 원소들도 살펴 볼 수 있을 것으로
우주 진화와 생명의 기원에 관련된 중요한 단서를 발견할 수 도 있습니다.
 
결과적으로 베텔게우스의 초신성 폭발을 우리가 직접 관찰할 수 있다면, 
우리에게 매우 역사적인 순간을 선사하고, 우주의 죽음과 재탄생에 대한 연구자료를 줄 수 있으며
우주의 신비와 아름다움을 감상할 수 있을 것이다.
 
베텔게우스가 정확히 언제 폭발할지는 아무도 알 수 없지만, 그 순간이 곧 다가올 수도 있다는 사실은
변함없다.
 

추가 설명

사실 베텔게우스는 이미 폭발했을 수도 있다.
왜냐하면, 이 별은 지구로부터 650광년 떨어져 있기 때문에, 우리가 지금 보는 베텔게우스의 모습은
실제로 650년 전의 모습이기 때문이다.
즉, 베텔게우스가 폭발한 순간과 우리가 그것을 볼 수 있는 순간 사이에는 650년의 시차가 있다.
 
따라서 우리가(지금 이 글을 보고있는) 살아생전 베텔게우스의 초신성 폭발을 보려면
베텔게우스가 이미 600년전보다 더 이전에 이미 폭발했어야 한다는 것입니다.
 
만약 지금 폭발한다면, 우리가 베텔게우스의 초신성 폭발을 관측할 수 있는 시점은
650년 후입니다.
 
최근 천문학에 관심이 많아지며, 
엄청나게 흥미로운 우주의 현상에 대해 내가 직접 관찰할 수 있는 엄청난 경험을 해보길 기대해 본다.
이미 640년전에는 폭발한 행성이길 바래본다...
그럼 우리는 10년뒤에 엄청나게 신비한 우주쇼를 볼 수 있을 것이다.