[이광식의 천문학+] 태양은 어떻게 종말을 맞을까?

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▲ 80억 년 후 우리 태양의 모습인 행성상 성운인 고리성운 NGC 6720. 거문고자리 별 근처에 있는 성운으로, 작은 망원경으로도 보인다. 중심에 폭발한 별이 보인다. 고리 지름은 2.6광년이나 된다.



태양은 앞으로 약 50억 년 정도 지금과 같은 모습으로 활동할 것으로 보인다.
이것은 태양에 남아 있는 수소의 양으로 계산한 결과다. 그러나 태양이 수소를 다 태우기도 전에 지구에는 심각한 변화가 나타나고, 지구상에 생명이 존속하는 것은 불가능해지는 상황이 온다.

태양은 10억 년마다 밝기가 10%씩 증가하는데, 이는 곧 지구가 그만큼 더 많은 열을 받는다는 것을 뜻한다. 따라서 10억 년 후면 극지의 빙관이 사라지고, 바닷물은 증발하기 시작하기 시작하여, 다시 10억 년이 지나면 완전히 바닥을 드러낼 것이다. 지표를 떠난 물이 대기 중에 수증기 상태로 있으면서 강력한 온실가스 역할을 함에 따라 지구의 온도는 급속이 올라가고, 바다는 더욱 빨리 증발되는 악순환의 고리를 만들게 된다. 그리하여 마침내 지표에는 물이 자취를 감추고 지구는 숯덩이처럼 그을어진다. 35억 년 뒤 지구는 금성 같은 염열지옥이 될 것이다.

50억 년 후면 태양의 중심부에는 수소가 소진되고 헬륨만 남아 에너지를 생성할 수 없어 수축된다. 중심부가 수축함에 따라 생기는 열에너지로 인해 중심부 바로 바깥의 수소가 불붙기 시작해 태양은 엄청난 크기의 적색거성으로 진화한다. 부풀어오른 태양의 표면이 화성 궤도에까지 이를지도 모른다. 하지만 지구가 태양에 잡아먹히지는 않을 것이다. 태양이 부풂에 따라 지구 궤도가 바깥으로 밀려나갈 것이기 때문이다.

78억 년 뒤 태양은 초거성이 되고 계속 팽창하다가 이윽고 외층을 우주공간으로 날려버리고는 행성상 성운이 된다. 거대한 먼지고리는 명왕성 궤도에까지 이를 것이다. 어쩌면 그 고리 속에는 잠시 지구에서 문명을 일구었던 인류의 흔적이 조금 섞여 있을지도 모른다.

한편, 외층이 탈출한 뒤 극도로 뜨거운 중심핵이 남는다. 이 중심핵의 크기는 지구와 거의 비슷하지만, 질량은 태양의 절반이나 될 것이다. 이것이 수십억 년에 걸쳐 어두워지면서 고밀도의 백색왜성이 되어 홀로 태양계에 남겨지게 될 것이다.


하지만 미리부터 겁먹을 필요는 없을 것 같다. 인류가 이 지구상에서 문명을 꾸러온 지는 고작 만 년도 채 못 되고, 백년도 채 못 사는 인간이 10억 년 뒤를 걱정한다는 것은 하루살이가 겨울나기를 걱정하는 것이나 다름없는 일일 테니까.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
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