[뉴스웍스=문병도 기자] 매일 같이 떠오르는 태양. 태양은 과연 영원할 것인가.
시간이 지나면 태양 역시 죽는다. 태양의 에너지원인 핵융합 연료가 고갈되기 때문이다. 하지만 마지막 모습이 어떨지는 정확하지 않았다.
과학자들이 약 100억년 후에 태양이 '수정공'으로 변할 것이라는 사실을 알아냈다.
12일 영국 데일리메일은 천문학자들이 별들이 핵연료를 다 써버리면 바위로 바뀐다는 최초의 직접적인 증거를 확인했다고 보도했다.
과학자들은 가이아 우주 망원경을 지구로부터 약 300광년 내에 1만 5000개의 백색왜성을 관찰했다. 그들은 많은 별들이 식었다는 것을 나타내는 징후를 발견했고, 그들이 바위로 바뀌었다는 증거를 확인했다.
영국 워릭 대학교 물리학과의 피러 엠마뉴엘 트렘블리 박사는 "이 관측으로 50년 된 이론이 증명됐다"라고 말했다.
트렘블리 박사는 "백색왜성에서 액체가 고체로 변해서 결정체가 만들어지는 증거를 찾았다"라며 "50년 전에 결정화로 인해 특정 휘도 및 색상을 가진 백색 왜성이 많이 발견될 것이라고 예측했고, 이번 발견으로 그것이 증명됐다"라고 말했다. 그는 "모든 백색 왜성이 진화의 어느 단계에서 수정구로 변할 것이다. 그리고 덩치가 클 수록 그 단계는 빨라질 것"이라고 말했다.
우리 은하에는 수백억개의 백색 왜성이 있으며 이미 그 과정을 완료했다. 이들은 본질적으로 수정공이다. 트렘블리 박사는 "태양 자체는 약 100억년 후에 수정으로 이뤄진 백색왜성이 될 것이다."라고 말했다.
수정공은 매우 높은 밀도의 탄소와 산소로 이루어져 있다. 밀도는 현재 지구보다 20만배나 높을 것이다. 단단한 결정구조로 인해 그들을 금속처럼 보이게 할 것이다. 별이 식으면서 다이아몬드 또한 형성될 수 있다.
현재 우리 태양은 노란색 별이다. 향후 50억년 동안 핵융합 반응을 하면서 연료를 소모할 것이다.
그 과정에서 처음에는 덩치가 커져 '적색 거성'으로 변할 것이다. 그리고 나서 백색왜성으로 축소되고 점차 단단해질 것이다.
결국 백색 왜성으로 변해 더 이상 열을 방출하지 않게 된다. 이 연구 결과는 네이처에 실렸다.
그렇다면 지구는 어떻게 될까?
지금부터 50억년 후에는 태양은 현재의 크기보다 100배 이상 부풀러 오른다.
적색거성은 가스와 먼지를 배출하여 질량의 절반에 해당하는 '커다른 봉투'처럼 변하게 된다.
그리고 핵부분은 백색 왜성으로 변할 것이다. 나머지는 반지 모양의 행성상 성운으로 바뀌어 수천년동안 빛날 것이다.
태양이 부풀어 오르면 태양계 역시 변할 것이다. 우리는 태양이 더 크고 더 밝아질 것이라는 것을 알고 있다. 그리고 우리가 사는 지구상의 모든 생명체들은 파괴될 것이다.
하지만 지구의 암석핵이 살아 남을지는 불확실하다.
/문병도기자 do@newsworks.co.kr