HD 219134 개념도. 왼쪽은 5개의 확인 행성 중 하나. / W. M. Keck Observatory

천문학자들이 별의 공명 주파수를 통해 별 내부를 탐구하는 새로운 방법을 발견했다. 별은 소리를 내지 않지만, 고유한 내부 진동을 일으키기 때문이다.

'천체물리학 저널(Astrophysical Journal)'에 발표된 한 연구가 '별의 음악(stellar music)'을 통해 별의 특성을 분석하는 새로운 가능성을 제시했다고 하와이 마노아대학 미디어와 코스모스매거진, 어스스카이 등 우주매체들이 최근 보도했다.

하와이 마노아 대학교의 연구원 야광 리는 "별의 진동은 독특한 노래와 같다"며 "이를 통해 별의 크기와 나이를 정밀하게 측정할 수 있다"고 밝혔다. 지금까지 뜨거운 별의 진동만 관측 가능했지만, 차가운 별의 미묘한 진동은 포착하기 어려웠다.

그러나 하와이 마우나케아 섬의 켁 천문대에서 태양보다 차가운 주황색 별 HD 219134를 대상으로 연구를 진행했다. 이 별은 지구에서 약 21광년 떨어져 있어 비교적 가까운 거리다. 켁 행성 탐지기(KPF)는 주로 외계 행성을 찾는 데 사용되지만, 별 표면의 미세한 움직임을 측정할 수 있는 장비다.

리는 "KPF의 빠른 판독 모드는 차가운 별의 진동을 감지하는 데 최적"이라고 설명했다. 4일 밤 동안 KPF는 HD 219134에서 2000개 이상의 정밀 속도 데이터를 수집했다. 데이터 분석 결과, 카시오페이아 자리에 있는 주계열성 HD 219134는 약 102억년으로 태양(46억년)보다 두 배 이상 나이가 많은 것으로 확인됐다. 천문학으로 나이를 측정한 가장 오래된 별 중 하나로 분류됐다. 

어스스카이에 따르면 HD 219134에는 다섯 개의 확인된 행성이 있으며, 두 개는 슈퍼 지구다. 별의 진동 데이터를 통해 행성의 크기와 밀도를 보다 정확히 측정할 수 있었다. 이는 행성의 특성과 궤도 특성을 분석하는 데 중요한 정보를 제공한다.

또한 HD 219134는 기존 측정보다 약 4% 작은 것으로 나타났다. 이는 차가운 별의 크기 추정 모델이 뜨거운 별의 모델과 다를 수 있음을 시사한다. 별을 탐구하는 기존 방법인 별의 회전 속도 측정은 시간이 지나면서 느려져 나이 든 별의 나이를 정확히 계산하기 어려웠다. 그러나 새로운 공명 분석법은 별의 나이를 정밀하게 측정할 수 있는 기준점이라는 평가가 나온다. 리는 새 분석법을 "오랫동안 잃어버린 별의 시계 소리굽쇠를 찾은 것"에 비유했다.

이번 연구는 천문학자들에게 별의 진화와 특성을 탐구하는 새로운 도구를 제공한 셈이다. 공명 주파수를 통해 별의 내부를 '듣는' 이 방법은 우주의 나이와 구조를 이해하는 데 중요한 전환점이 될 수 있을지 주목된다.