이론상 존재할 수 없는 130억여년 전의 원시 별이 우리은하 가장자리에서 발견돼 별 형성에 관한 기존 가설이 뒤집힐 가능성이 있다고 스페이스 닷컴이 1일 보도했다.

독일 하이델베르크대학 천문학센터(ZAH) 연구진은 우리은하 가장자리에서 발견된 별 SDSS J102915+172927이 저질량 별 형성에 필요한 최소한의 물질도 갖추지 못한 것으로 밝혀졌다고 네이처지 온라인판에 보도했다.

우주 탄생 후 첫 세대 별들이 죽으면서 그 잔해로 형성된 이 별은 분석 결과 원래의 별들이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 비교적 빠른 속도로 형성된 것으로 나타났다.

빅 뱅 직후 우주를 채운 물질은 수소와 헬륨, 그리고 미량의 리튬이 전부였지만 최초의 별들이 핵융합을 통해 보다 무거운 금속 원소들을 만들어냈고 1세대 별들이 초신성 폭발로 수명이 다하자 탄소와 산소, 질소 같은 원소들이 우주에 퍼져 나가 오늘날 우리 눈에 보이는 장수하는 별들을 탄생시킨 것으로 알려져 있다.

중력 상태에서 별을 만들기에 충분한 질량을 모으는 데 필요한 각종 원소의 최소량은 이미 과학자들의 시뮬레이션과 관찰을 통해 계산이 나와 있다.

그러나 이번에 발견된 원시별의 무게는 이에 훨씬 못 미치는 것으로 나타났으며 구성 물질 중 금속 비율은 우리 태양에 비해 2만분의 1도 안 된다.

연구진은 “이번에 발견된 것과 같은 작은 질량의 별은 일정량 이하의 금속 물질로는 형성될 수 없다는 것이 별 형성에 관한 기존 가설이었다”고 말했다.

또 이런 가설에 따르면 가스가 별 내부로 붕괴해 들어가려면 물질의 온도를 식히는 탄소와 산소가 필요한데 이 별은 이 두 원소의 양도 크게 모자라는 것으로 나타났다.

연구진은 “SDSS J102915+172927처럼 금속 함량이 낮은 별은 탄소와 수소의 강력한 보강이 없으면 존재할 수 없는 것으로 생각돼 왔다”고 밝혔다.

이 별의 리튬 함량 역시 빅뱅으로 형성된 물질에서 예상되는 수준의 50분의 1에 불과한 것으로 나타났는데 이에 대해 연구진은 “리튬이 별 속에서 어떻게 파괴됐는지도 수수께끼”라고 말했다.

연구진은 원시 우주의 흔적을 가진 ‘금속 함량이 극도로 낮은’(EMP) 별들을 추적해 왔다. 이런 별들의 화학적 성분은 원시 우주의 성간(星間) 매질을 화석처럼 간직하고 있기 때문이다.

이들은 그러나 이런 별의 존재가 예상 밖의 것이긴 하지만 반드시 유일할 것으로 생각되지는 않는다면서 더 많은 EMP 별들을 찾으면 별 형성 기준에 관한 기존 가설을 수정할 수 있을 것이라고 말했다.

연합뉴스