문과라서 죄송한 세상'은 정말 인간미 없다고 생각합니다. 과학은 누구라도 즐길 수 있어야 한다는 게 <이웃집과학자>의 소신입니다. 가뜩이나 문과 출신 취업 잘 안 된다는 험악한 시대, '문과면 어때?' '고등 교육 안 받았으면 어때?' 하는 마음으로 [문송타파] 코너를 제작하고 있습니다. 우주, 천체와 조금 더 친해져보자고요 우리. 정기흥 기자가 별 중에서도 특별한 별 하나를 지금부터 소개합니다.
-편집자 주
다이아몬드 별
세계에서 가장 큰 다이아몬드는 무엇일까요. 남아프리카의 프리미어 광산에서 채굴된 ‘The golden jubilee diamond’로 무려 약 545.67캐럿이라고 합니다. 109g 정도입니다. 그런데 이를 압도하는 초 거대 다이아몬드가 등장했습니다.
2004년 2월, BBC는 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 과학자들이 무려 수백경 캐럿에 달하는 다이아몬드 별을 발견했다고 발표했습니다. ‘BPM 37093’입니다. 이 별은 비틀즈의 노래 ‘Lucy in the sky with diamonds’에서 따온 별칭 ‘Lucy(이하 루시)’로 불립니다.
별이 여러 단계를 거쳐 ‘백색왜성'이 되었을 때 내부의 탄소가 결정화하면 다이아몬드 별이 될 수 있습니다. ‘BPM 37093’이 그렇습니다. BBC의 보도에서 연구를 맡은 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 천문학자 Travis Metcalfe는 “이 백색왜성은 내부의 탄소가 결정화되어 있는 우리 은하에서 가장 큰 다이아몬드라는 사실을 알아냈다"고 밝혔습니다.
저 별에 닿을 수만 있다면
Travis Metcalfe의 연구에 의하면 태양 질량의 약 1.1배인 루시는 약 90%가 다이아몬드로 이루어져 있다고 합니다.(Asteroseismology of the Crystallized ZZ Ceti Star BPM 37093: A Different View. The Astrophysical Journal, Volume 622, Issue 1, pp. 572-576.) 이를 근거로 계산해보면 루시의 다이아몬드 부분은 약 1.96911 x 1030kg입니다. 어마어마하죠. 이를 캐럿으로 환산하면 984,555 x 1028캐럿입니다. 시세의 변동이 있는 보석임을 감안하여 1캐럿을 400만 원이라 가정했습니다. 국내 다이아몬드 전문 업체 ‘한국다이아몬드센터'에 자문해 얻은 기준입니다. 이렇게 계산하면 3,938,220 x 1030만 원입니다. 풀어쓰면 3,938,220,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000원입니다. ‘천문학적’이라는 말이 확 와닿으실 겁니다.
그러나 그녀를 위해 다이아몬드 별을 따다 주는 건 현실적으로 불가능합니다. 루시는 지구로부터 약 50광년 떨어진 센타우루스자리에 있기 때문입니다. 빛의 속도로 이동할 수 있다 해도 다이아몬드를 캐러 갔다 오면 100년이 넘게 지나 있겠죠. ‘그림의 떡'인 셈입니다.
태양도 다이아몬드 별이 된다
한편 BBC 보도에서 천문학자 Travis Metcalfe는 “태양도 다이아몬드 별이 될 것"이라 밝혔습니다. 앞서 잠깐 언급했듯 별은 질량, 구성 성분 등의 조건에 따라 여러 단계로 변합니다.
태양은 수소의 핵융합을 이용해 안정적으로 빛과 열을 생산하는 ‘주계열성'에 속합니다.(태양의 수소 핵융합 관련 기사 보기) 수소를 다 사용하고 난 후, 주계열성은 수소 핵융합의 결과물인 헬륨으로 핵융합을 이어갑니다. 이때 더 많은 열과 에너지가 발생하여 별의 덩치는 커지고 색깔은 붉게 변합니다. 이 단계를 ‘적색거성'이라 부릅니다. 헬륨마저 다 사용하고 나면 그 결과물인 산소와 탄소만 남게 됩니다. 이 단계에서 일정 질량(태양의 8배)이 되지 않는 별은 압력이 모자라게 되고, 더 이상 핵융합을 하지 않고 급격히 줄어듭니다. 표면도 식죠. 이 단계를 ‘백색왜성'이라 합니다. 이때 내부의 탄소가 결정화하면 다이아몬드가 되는 겁니다.
태양은 이 조건을 모두 만족하기 때문에 다이아몬드 별이 될 가능성이 높다고 여겨지는 거죠. 다만 그건 약 70억 년 후의 일입니다. 모든 핵융합이 끝나는 데만 약 50억 년이 걸릴 거라 추측됩니다.
