백색왜성 HS 0209+0832 주변에서 행성의 흔적일 수 있는 단서가 포착됐다. 연구진은 과거 자외선 관측 자료에서 찾아낸 특이한 화학 성분과 TESS가 관측한 4.4일 주기의 밝기 변화를 함께 분석했다. 다만 행성의 존재도, 별이 내놓은 물질로 행성이 형성됐다는 설명도 아직 확인된 것은 아니다.
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허블 자료 속 미스터리한 흡수선
연구진은 허블 우주망원경에 저장돼 있던 HS 0209+0832 관측 자료를 다시 살펴봤다. 과거 자료에는 정체를 알 수 없던 흡수선이 여럿 있었는데, 새로운 화학 자료와 대조한 결과 그중 상당수가 니오븀에 해당하는 것으로 나타났다. NASA의 원자외선 분광탐사선(FUSE)이 남긴 관측 자료도 니오븀 식별을 뒷받침했다.
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중요한 점은 니오븀이 행성 대기가 아니라 백색왜성의 대기에서 검출됐다는 것이다. 연구진이 제시한 설명은 백색왜성 가까이에 있는 천체의 물질이 벗겨져 나와 별 쪽으로 유입되고, 그 흔적이 백색왜성의 빛에 남았다는 것이다.
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이곳의 화학 조성은 일반적인 암석 행성 잔해와도 다르다. 연구진은 니오븀이 매우 풍부한 반면 철은 거의 없고 규소도 극미량이라고 보고했다. 백색왜성 대기에서 중원소가 발견되는 경우 흔히 거론되는 철·규소가 많은 암석 잔해와는 다른 모습이다. 연구진은 이 조성이 별이 방출한 물질로 형성된 행성의 흔적일 가능성을 제시하지만, 이는 가능한 해석이지 입증된 결론은 아니다.
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TESS가 본 4.4일 신호
NASA의 외계행성 탐사위성 TESS 관측 자료에서는 희미한 밝기 변화가 4.4일마다 반복되는 양상이 나타났다. 이 주기는 가까운 궤도를 도는 동반 천체와 들어맞을 수 있으며, 행성 후보는 목성 크기일 가능성이 제기됐다. 하지만 반복 신호만으로 원인이 행성이라고 단정할 수 없고, 천체의 크기도 확정할 수 없다.
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두 관측 결과는 서로 다른 단서를 제공한다. 허블과 FUSE 자료는 백색왜성 주변 물질의 특이한 화학 조성을 보여주고, TESS 자료는 가까운 궤도를 도는 동반 천체가 있을 가능성을 제시한다. 이 단서들이 함께 행성 해석을 뒷받침하지만, 어느 쪽도 행성을 직접 확인한 관측은 아니다.
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‘2세대 행성’이라면 무엇이 새로울까
행성은 보통 별이 태어날 때 함께 형성된 가스와 먼지 원반에서 만들어진다. 반면 ‘2세대 행성’은 별이 진화해 백색왜성이 되는 과정에서 내놓은 물질로 형성된 행성을 뜻한다. 연구진은 방출된 물질이 원반을 이루고, 그 안에서 행성이 생긴 뒤 현재 백색왜성으로 물질을 되돌려 보내고 있을 가능성을 제안한다.
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앞으로 동반 천체와 그 형성 과정이 확인된다면, HS 0209+0832는 중심별이 백색왜성으로 변한 뒤 형성된 행성의 첫 관측 사례가 될 수 있다. 지금으로서는 흥미로운 가능성이지, 확정된 발견은 아니다.
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확인을 위해 필요한 것
추가 관측을 통해 4.4일 신호가 실제 행성에서 비롯됐는지, 동반 천체의 크기와 궤도는 어떤지, 어떤 경로로 형성됐는지를 살펴봐야 한다. 현재 공개된 보도 자료는 새 관측의 필요성을 언급하지만, 확정된 후속 관측 계획이나 사용할 장비를 구체적으로 밝히지는 않는다. 따라서 가장 신중한 결론은 HS 0209+0832가 2세대 행성 후보를 품었을 가능성이 있는 주목할 만한 계라는 것이다.
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