베텔게우스 개요 및 초신성 폭발 과정의 추측, 지구에 미치는 영향

요즘 천문학자들의 관심을 한 몸에 받고 있는 별 하나가 등장했습니다. 바로 오리온자리의 알파별 베텔게우스입니다. 이 베텔게우스가 조만간 폭발할 것이라는 이슈 때문입니다. 지금부터 베텔게우스의 개요 및 초신성 폭발과정에 대한 추측 및 지구에 미치는 영향에 대해 알아보겠습니다.

베텔게우스 개요

베텔게우스는 적색 초거성으로 오리온 띠와 근접해 있고 오렌지 색, 붉은색으로 밝게 빛나기 때문에 맨 눈으로도 쉽게 볼 수 있는 별입니다. 북반구에서는 매년 1월부터 해가 진 후 동쪽에서 베텔게우스가 떠오르는 것을 볼 수 있고, 남위 82도 이하 남극 대륙의 몇몇 관측기지에 있는 사람들을 제외하고 3월 중순까지 사람이 사는 모든 지역에서 이 별을 관측할 수 있습니다. 5월에 베텔게우스는 해가 진 후 서쪽 지평선에 잠깐 모습을 나타냈다가 지며 몇 달 후 일몰 때 동쪽 지평선에서 떠오르는 것을 볼 수 있습니다. 베텔게우스는 밝기 0.2부터 1.2까지 변하는 변광성입니다. 대부분의 거성들이 상당히 긴 주기를 가지면서 규칙적으로 밝기가 변화하는 것과는 반대로 적색 초거성들은 불규칙한 변광성을 가지며 항성 표면과 확장 대기가 복잡하게 움직이는 특징이 있습니다. 베텔게우스는 우리가 관측한 수많은 항성들  중 크기가 매우 크며 매우 밝은 별들 중 하나입니다. 지름은 양 1,180개를 일렬로 늘어놓은 길이와 맞먹으며, 지구 2,150조 개, 태양 160만 개를 넣어야 베텔게우스를 가득 채울 수 있는 크기입니다.

 

베텔게우스 초신성 폭발 과정에 대한 추측

최근 밤하늘에서 베텔게우스 별이 이상하게 밝아지고 있어 곧 초신성으로 폭발할 것이라는 추측을 불러일으키고 있습니다. 베텔게우스는 지구에서 약 650광년 떨어져 있는 이 별은 밤하늘에서 10번째로 밝은 별로 현재 평소 밝기의 1.4배 이상으로 급상승하여 밝은 별 랭킹 7위에 올랐습니다. 베텔게우스는 적색 초거성으로 중심부에 있는 수소 연료를 모두 태워 수백 배 팽창한 거대한 별입니다. 천문학자들은 이 별이 현재 헬륨을 탄소와 산소로 핵융합하고 있다고 믿고 있습니다. 이러한 현상은 별의 긴 일생에서 아주 잠깐이라 할 수 있는 수만 년에서 수십만 년 지속되며 이 기간이 끝나면 바로 초신성 폭발로 이어집니다. 베텔게우스의 이 같은 관측은 2019년부터 시작되었습니다. 그때부터 베텔게우스는 밝아졌다 어두워지기를 반복하며 심상치 않는 상황을 연출하고 있어 일부 천문학자들은 베텔게우스의 극적인 임종이 가까웠을 것이라 추측하고 있습니다. 베텔게우스에서의 겉모습뿐만 아니라 그 속에 남아있는 핵융합 연료가 이미 고갈된 상태임을  최근 연구에서 확인하였으며 이는  베텔게우스의 폭발 시점이 예상했던 시기보다 앞당겨질 수 있을 것이란 결과를 말해줍니다. 오리온자리 분자 구름의 성간 물질 내에서 관측되는 비정상 모습들 또한 이러한 예측을 뒷받침하는 또 다른 증거가 됩니다. 만약 이 연구의 결과가 사실이라면 베텔게우스의 초신성 폭발은 앞으로 100년 안에 벌어질 수도 있을 것입니다. 초신성 폭발은 우리 은하계에서 약 100년에 한 개꼴로 터지는데 신기하게도 400년 전 천문학자 튀코 브라에와 요하네스 케플러가 본 두 번의 연이은 초신성 폭발 이후에는 아직 나타나고 있지 않습니다. 만약 베텔게우스가 초신성 폭발을 일으킨다면 인류는 400년 만에 가장 가까운 초신성 폭발을 보게 될 것이며 그 폭발의 위력은 너무나 엄청나서 낮에도 베텔게우스를 볼 수 있을 것으로 추측합니다. 별의 운명은 질량이 얼마나 큰지에 따라 결정됩니다. 베텔게우스 역시 정확한 질량이 파악되지는 않았지만 대부분의 관측자가 이 별의 질량이 태양의 10배는 넘을 것으로 추측하기 때문에 가장 유력한 시나리오는 베텔게우스가 계속적 핵융합 작용을 하다가 중심핵에 철만 남는 순간 초신성 폭발을 일으킬 것이란 결론을 도출합니다. 무거운 별은 헬륨을 태우는 단계에서 적색 초거성으로 진화하고 중심핵의 헬륨이 소진되면 이들은 헬륨보다 무거운 원소들을 차례로 융합하고 태워 탄소, 산소, 네온, 마그네슘, 실리콘 그리고 끝으로 원자번호 26번인 철을 만들고 끝나는 것입니다. 별 속에서 핵에너지 생산이 중단되면 별이 자체의 중력을 지탱할 수 없어 급격한 중력 붕괴에 이은 대폭발로 생을 마감하는 것입니다. 거대한 별이 한순간에 폭발로 자신을 이루고 있던 모든 물질을 우주공간으로 폭풍처럼 내뿜어 버리는 초신성 폭발을 일으키게 됩니다. 대질량의 별의 마지막 진화 종착지는 초신성 폭발 후 중력붕괴를 일으킨 끝에 남게 되는 중성자별입니다. 중성자별은 우주에서 존재하는 천체 중 가장 고밀도지만 덩치는 아주 작습니다.

 

지구에 미치는 영향

만약 베텔게우스가 지구로부터 수십 광년 거리에서 폭발한다면 지구는 물론 태양계 전체가 순식간에 사라져 버리겠지만, 다행히 이 별은 650광년이나 먼 거리에 있기 때문에 초신성 폭발로 지구가 직접 피해를 입지는 않을 것으로 예측하고 있습니다. 지금 우리 눈에 보이는 별도 640광년 전(이성계가 고려왕조를 치기 위해 위화도에서 군대를 돌리던 무렵)의 별이라고 하면 대략적인 이해가 될까요?  영향이라 한다면, 베텔게우스 초신성 폭발은 한 은하가 내놓는 빛보다 더 많은 빛을 내놓기 때문에 지구 행성에서 약 2주간 밤이 없어질 것으로 예상됩니다. 즉 낮에는 태양이 , 밤에는 베텔게우스가 지구를 환희 비춰주는 역할을 하기 때문입니다.