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죽어가는 별이 내는 마지막 비명일까. 태양처럼 중간 정도의 크기와 밝기를 지닌 별은 사라지기 직전, ‘강한 항성풍’이라고 하는 강력한 먼지 바람을 내뿜는다. 항성 대기에서 생긴 먼지가 빛에 실려 멀리 날아가는 현상으로 태양풍의 1억 배 이상 강하다. 약 1만 년 동안 지속되는데, 그 사이에 별 전체 질량의 절반이 날아가 별은 작은 조각만 남는다. 태양도 약 50억 년 뒤에는 이런 운명에 들 예정이다.

그 동안 천문학자들은 강한 항성풍의 과정을 밝히기 위해 노력했다. 하지만 100분의 1분(1분은 60분의 1°)씩 움직이는 느리고 미약한 가스와 먼지라 관측하기 쉽지 않았다.

바나비 노리스 호주 시드니대 물리학과 교수팀이 칠레에 있는 유럽우주기구(ESA)의 ‘초거대망원경(VLT)’을 이용해 노년기의 별 3개를 관측하는 데 성공했다고 4월 12일자 ‘네이처’에 발표했다. 연구팀은 관측 결과를 이용해 강한 항성풍의 정체도 밝혀냈다고 밝혔다.

노리스 교수는 초거대망원경에 수직과 수평으로 편광을 조절할 수 있는 간섭측정기를 설치했다. 그 뒤 180광년 떨어진 황새치자리 R별, 370광년 떨어진 사자자리 R별(사진), 375광년 떨어진 바다뱀자리 W별의 대기를 관찰해 편광을 분석했다. 비교를 위해 강한 항성풍이 없는 센타우루스 2별도 관측했다.

분석 결과 센터우루스 2별에서는 편광이 관찰되지 않았고, 적색거성인 3개의 별에서만 편광이 관찰됐다. 적색거성에 먼지층이 있어서 빛이 산란됐다는 뜻이다. 연구팀은 다시 편광 비율과 변화 형태를 분석해 먼지층의 두께와 먼지 입자의 크기를 쟀다. 그 결과 먼지층은 항성 지름의 약 2배였고, 입자의 크기는 지구의 미세먼지 수준인 반지름 약 300nm(나노미터. 10억분의 1m)였다.

연구팀은 “기존에 알려졌던 것보다 입자 크기가 크다”며 “그 동안 작은 입자가 왜 강한 빛과 열에 증발하지 않는지 의문이 많았는데, 이번 연구로 해결됐다”고 밝혔다.

앨버트 지즐스트라 영국 맨체스터대 물리천문학부 교수는 “강한 항성풍에 있는 먼지는 우주 먼지가 돼 새 별을 탄생시키는 역할을 한다”며 “별이 탄생하고 죽는 순환 과정을 이해하는 데 큰 도움이 될 것”이라고 말했다.