외계에서 온 비행물체로 의심받는 오무아무아

외계에서 온 비행물체로 의심받는 오무아무아

외계에서 온 첫 ‘인터스텔라 천체’가 발견됐다. ‘저 멀리 최초로 도착한 메신저’라는 뜻의 오무아무아(Oumuamua)는 태양계를 잠시 지나쳐 우주 저편으로 날아간 소행성으로 여겨졌다.

그런데 NASA를 비롯한 공동연구진이 오무아무아가 소행성이 아닌 역학상으로 혜성으로 추정된다는 연구결과를 발표했다. (2018. 04)

 

오무아무아가 태양계를 통과해가는 모습을 그린 삽화

 

2017년 10월 19일 하와이 대학 연구진은 매우 빠른 속도로 태양계를 통과하는 행성을 처음 발견했다. 미항공우주국(NASA) 관측 프로그램을 통해 이 행성이 최초의 ‘인터스텔라(성간) 천체’임이 확인됐다. 이 천체는 ‘오무아무아(Oumuamua)’로 불리는데, 하와이 어로 ‘저 멀리에서 최초로 도착한 메신저’라는 뜻이다.

 

오무아무아의 궤적

NASA 고다드우주비행센터의 천체물리학자 엘리사 퀀타나는 “이 인터스텔라 천체는 먼 태양계에서 떨어져 나온 것으로 보인다. 흥미로운 점은 이렇게 빨리 날아가는 행성이 우리 행성 형성 모델을 만드는 데 도움이 된다는 것”이라고 말했다.

 

외계서 온 오무아무아, 항성에 찢겨져 우주로 축출됐다.

 

항성에 의해 찢겨진 오무아무아의 가상 그래픽지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계 너머 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 길이가 400m 정도인 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미는 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다

오무아무아는 2017년 10월 14일 2400만㎞거리로 지구와 최근접했으며 이후 페가수스 자리 방향으로 사라졌다. 당초 전문가들은 오무아무아의 정체를 혜성으로 추측했다. 그러나 태양 인근을 지나가면서도 오무아무아가 혜성의 특징인 꼬리 분출같은 현상이 보이지 않아 소행성이라는 주장도 나왔다.

여전히 학자들 사이에 정체 논란이 지속되는 가운데 일부에서도 우주선이라는 주장까지 나오기도 했다. 이후에도 학자들은 오무아무아의 기원에 대한 연구를 지속했으며 어떻게 형성돼 이같은 특이한 모양을 갖게되었는지에 관심이 집중됐다.　

최근 미국 캘리포니아대학교과 중국과학원 공동연구팀은 오무아무아가 항성에 의해 찢겨져 생긴 천체라는 시뮬레이션 결과를 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다.

 

오무아무아가 생성되는 시뮬레이션 그래픽시뮬레이션 결과를 간단히 설명하면 이렇다. 오무아무아는 한때 지구만한 행성의 일부였으나 인근에 있던 항성에 너무 가깝게 다가가면서 찢겨졌다. 그리고 항성계 밖으로 축출돼 태양계까지 왔다는 설명. 이같은 '과거' 때문에 건조한 표면과 길쭉한 시가같은 모양을 하고있으며 우주선으로 의심되는 특이한 궤적을 보인다는 주장이다. 또한 지구보다 10배나 큰 행성이라도 적색왜성 근처를 시속 4만㎞의 속도로 지나간다면 중력의 영향으로 갈기갈기 찢겨질 수 있다는 것이 연구팀의 주장이다.

논문의 제1저자인 장 윈 연구원은 "대부분의 행성체는 수많은 바위조각이 중력의 영향아래 뭉친 형태"라면서 "우주를 떠다니는 모래성이라고 상상할 수 있다"고 설명했다. 이어 "일반적으로 각 행성계는 오무아무아와 같은 천체를 수백조 개 밖으로 방출한다"면서 "오무아무아는 빙산의 일각으로 앞으로 이와같은 외계 천체가 태양계에서 발견될 것"이라고 덧붙였다.

태양계에서 발견된 최초의 성간 천체인 ‘오무아무아’는 과학자들에게 행성 시스템 발전에 대한 새로운 시각을 제공한다. 오무아무아는 태양계로부터 벗어날 수 있을 정도로 충분히 빠르고 다시 돌아오지 않을 속도인 약 31만5천km/h로 태양을 통과했다. 만약 혜성이라면 태양과 가까워질수록 가스와 먼지가 떨어져야 하는데, 오무아무아는 그렇지 않았다. 그래서 오무아무아가 건조한 소행성이라고 분석한 과학자들도 있다.
 
그런데 NASA 고다드우주비행센터를 비롯한 공동연구진이 소행성으로 추정됐던 ‘오무아무아’가 역학상 혜성으로 추정된다는 연구결과를 3월 27일 ‘로열 천문학회’에 발표했다. 소행성은 혜성보다 더 낮은 확률로 만들어진다는 게 연구진이 오무아무아를 혜성으로 본 주된 이유였다.
 
연구진은 천체가 형성되는 동안 지구물질을 방출할 것 같은 항성계를 추산해 ‘인터스텔라 천체’의 수를 계산했다. 몇 개의 큰 행성들이 질량의 대부분을 차지하겠지만, 오무아무아와 같은 더 작은 파편보다 수적으로는 열세가 될 것으로 연구진은 추정했다. 행성역학 시뮬레이션 결과, 천체의 0.1~1%가 거대 가스 행성의 분출 경로에 있는 이동 반경을 통과한다는 것을 확인했다. 즉, 오무아무아는 붕괴한 천체의 남은 조각이라는 것이다.
 
혜성, 소행성을 포함한 작은 천체는 젊은 별 주위에 있는 먼지, 가스 그리고 얼음이 응축돼 만들어진다. 행성에서 가까운 곳은 너무 뜨거워 안정된 얼음 표면을 가질 수 없어 소행성이 되지 않는다. 더 멀리 떨어지면 얼음 블록이 쌓여 혜성이 된다. 결국 소행성이 만들어지는 지역은 굉장히 좁다.
 
프랑스국립과학연구소의 숀 레이몬드 교수는 “소행성이 발달하는 지역은 별 주위의 작고 둥근 지역이다. 별에 더 강한 중력으로 묶여 있기 때문에 소행성으로 분출되기 어려운데, 만약 '오무아무아가 소행성으로 시작한 거라면 어떻게 행성 시스템에서 벗어날 수 있었을까’는 상상하기 어렵다”고 말했다.
 
이전 연구를 통해 레이몬드 교수와 동료 연구진은 거대 가스 행성성에서 분출된 뒤, 산산조각이 날 정도로 가까이 접근하는 천체의 비율이 적다는 것을 확인했다. 연구원들은 이러한 시나리오에 따라 강력한 중력당김이나 충돌에 의해 ‘오무아무아’의 길고 얇은 담배 모양이 만들어졌다고 생각한다.
 
미 메릴랜드 대학 천체물리학자 토마스 바클레이는 “만약 우리가 행성 형성 원리를 정확히 이해한다면, 오무아무아와 같은 천체는 대부분 얼음으로 돼 있어야 한다”고 말했다. 실제로 오무아무아는 암석과 얼음이 반반 섞여 있는데, 이에 대해 바클레이 박사는 “우리의 행성 형성 모델이 잘못됐음을 알 수 있다”고 말했다.
 
이번 발견은 오무아무아의 색깔을 관찰함으로써 부분적으로 확인됐다. 다른 연구에서도 우리와 같은 항성계가 소행성보다 혜성을 더 많이 분출할 수 있다는 것을 지적했다. 국립과학재단이 지원하는 대형관측망원경 LSST(Large Synoptic Survey Telescope)가 완공되면, 과학자들이 인터스텔라 천체를 더 많이 발견할 수 있고, 심지어 행성과 행성 형성에 대한 통계적 이해를 개선할 수도 있다. 퀀타나 박사는 “비록 이 물체가 우리 태양계를 통과해 날아갔지만 이것은 외계 행성과 다른 지구를 발견하는 것과 관련돼 있다”고 말했다.