추정 나이 132억 년인 별을 우리은하에서 발견

우리은하에 추정 나이 132억 년인 별이 존재한다는 연구결과가 발표되었다. 나이를 알고 있는 존재로는 가장 고령으로, 사실이라면 빅뱅에서 단 5억 년 후에 탄생한 것이다. 우리의 은하계도 그 무렵에 형성되었을지도 모른다.

방사성 원소에 의한 별의 연대 측정 개념도. 그래프는 별이 탄생하고 나서 방사성 원소가 줄어드는 모습을 나타낸다. (제공 : ESO)

유럽남방천문대(ESO)의 천문학자 등으로 구성된 연구팀에 따르면 우리 은하계에 존재하는 별 HE 1523-0901의 나이는 132억 년 전후이다. 46억 살이라는 태양의 나이에 비하면 훨씬 고령으로, 현재 추정되고 있는 우주의 나이 137 억 년에 필적한다. 우주의 역사가 시작된 시점부터 생존한 귀중한 존재이다.

천문학자들이 이 별의 나이를 측정하는 방법은 고고학자가 자주 사용하는 수단에 가깝다.

고고학은 시료에 포함된 '탄소14'의 비율에서 그 연대를 구한다. 탄소14는 자연계의 탄소에 아주 작은 비율로 포함되어 있으며, 어느 정도 시간이 지나면 방사선을 방출하고 다른 원소로 변해 버린다. 이러한 원소는 '방사성 원소'라고 되어 있고, 다른 원소로 바뀔 때까지 시간 단위를 '반감기'로 표현할 수 있다. 반감기는 일정량의 방사성 원소 중 절반이 변화해 버리는 시간으로, 탄소14의 경우는 약 6천 년. 살아있는 식물에 포함된 탄소14의 양은 일정하고 죽은 시점부터 줄어드는 점을 이용하여 목재 등에 포함된 탄소14의 비율을 측정하면 그 연대를 역산할 수 있다.

그러나 '탄소14'에서 측정할 수 있는 기간은 고작 수만 년. 100억 년 이상의 연대 측정을 하려면 반감기가 끝없는 방사성 원소를 선택해야 의미가 있고, 후보는 두 가지로 좁혀진다. 토륨232(반감기 140억 년)와 우라늄238(44.7억 년)이다. 둘 다 무척 무거운 원소로 막대한 에너지 방출을 동반하는 초신성 폭발로 만들어진다. 연구 그룹은 이 밖에도, 오스뮴과 이리듐 등 역시 초신성 폭발이어야 만들어지는, 하지만 방사성이 아닌 원소도 측정했다. 토륨232와 우라늄238가 이들 원소에 비해 적을수록 그 별은 고령이라고 말할 수 있을 것이다.

토륨과 우라늄, 그리고 비교에 사용된 원소는 모두 수소와 헬륨 등 별의 주원료에 비하면 무척 존재량이 적다. 따라서 관측은 난해했다. HE 1523-0901는 예외적으로 우라늄 등의 비율이 높아 연대를 측정할 수 있는 몇 안 되는 별이다.

Felix Mittermeier

'132억 년'이라는 결과도 전후 20억 년의 오차가 있다고 연구진은 생각한다. 정확성을 높이기 위해서는 HE 1523-0901과 같은 항성을 더 찾아야 한다. 다만 이번 결과가 최근의 관측에 근거 우주 나이와 일치하는 점과 HE 1523-0901를 포함한 은하계가 100억 년 전에 형성되어 있었다는 것으로 나타났다는 것만으로도 성과라고 말할 수 있다.

출처 참조 번역
推定年齢132億歳の恒星、天の川銀河に発見
https://www.astroarts.co.jp/news/2007/05/16galactic_fossil_star/index-j.shtml