뱀주인자리에 위치한 바너드별(Barnard's Star)은 우리 태양계에서 단 5.96광년 떨어진 곳에 위치한 적색왜성으로, 센타우루스자리 알파 삼중성계 다음으로 두 번째로 가까운 항성계입니다. 이 신비로운 별은 천문학계에서 오랫동안 주목받아온 천체로, 최근 2024년과 2025년에 걸쳐 4개의 외계행성이 발견되면서 다시 한 번 큰 관심을 끌고 있습니다.
바너드별의 발견과 명명
바너드별은 1916년 미국의 천문학자 에드워드 에머슨 바너드(Edward Emerson Barnard)에 의해 발견되었습니다. 바너드는 이 별이 연간 10.3초각이라는 엄청난 고유운동을 보인다는 것을 최초로 관측했는데, 이는 당시 알려진 모든 별 중에서 가장 큰 고유운동이었습니다. 이러한 발견으로 인해 이 별은 발견자의 이름을 따서 '바너드별'이라고 명명되었으며, 2017년 1월 국제천문연맹(IAU)에 정식으로 등록되었습니다.
바너드별의 고유운동은 현재까지도 알려진 별들 중 가장 큰 수치를 기록하고 있습니다. 이 별은 1년에 약 10초각씩 움직이는데, 이는 인간의 일생 동안 보름달 지름의 절반 정도를 이동하는 속도입니다. 또한 바너드별은 우리 태양계를 향해 초당 110.6km의 속도로 접근하고 있어, 서기 11,800년경에는 현재 거리보다 훨씬 가까운 3.8광년까지 접근할 예정입니다.
바너드별의 물리적 특성
바너드별은 분광형 M4V의 적색왜성으로, 태양에 비해 매우 작고 어두운 별입니다. 이 별의 질량은 태양의 약 14.4%에 불과하며, 지름은 태양의 19.6% 정도입니다. 표면온도는 약 3,200K로 태양의 5,778K보다 훨씬 낮으며, 절대등급은 13.27등급, 겉보기 등급은 9.57등급으로 맨눈으로는 관측이 불가능합니다. 쌍안경이나 작은 망원경을 사용해야만 겨우 관측할 수 있는 수준의 밝기를 가지고 있습니다.
특히 주목할 만한 점은 바너드별의 나이입니다. 이 별은 70억년에서 120억년 사이의 나이를 가진 것으로 추정되며, 이는 우주의 나이(약 138억년)와 비슷한 수준입니다. 이처럼 오래된 별임에도 불구하고 1998년 대규모 플레어 현상이 관측되어 천문학자들을 놀라게 했습니다. 이러한 플레어 현상은 강력한 자기장의 영향으로 추측되지만, 아직 완전히 해명되지 않은 상태입니다.
최신 발견: 4개의 외계행성
2024년과 2025년에 걸쳐 바너드별 주변에서 4개의 외계행성이 발견되면서 천문학계에 큰 화제가 되었습니다. 스페인 카나리아스 천체물리학 연구소의 연구팀이 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)에 장착된 고해상도 분광 장치 '에스프레소(ESPRESSO)'를 이용해 5년 이상 관측한 결과입니다.
가장 먼저 확인된 바너드 b는 금성 질량의 절반 정도 크기로, 지금까지 발견된 외계행성 중 가장 작은 것 중 하나입니다. 이 행성은 바너드별로부터 매우 가까운 거리에서 3.15일에 한 번씩 공전하며, 표면온도는 약 125℃로 추정됩니다. 나머지 3개의 행성 후보들도 모두 지구보다 작은 크기로, 지구 질량의 20-30% 정도에 해당합니다.
안타깝게도 이들 행성은 모두 바너드별에 너무 가까이 위치해 있어 생명체가 존재하기에는 너무 뜨거운 환경을 가지고 있습니다. 하지만 이번 발견은 시선속도법을 이용한 외계행성 탐지 기술의 놀라운 발전을 보여주는 사례이기도 합니다.
바너드별 연구의 역사적 의의
바너드별은 지구에서 가장 가까운 적색왜성 중 하나이면서도 천구 적도 근처에 위치해 있어 전 세계 대부분의 지역에서 관측이 가능합니다. 이러한 특성 때문에 바너드별은 적색왜성 연구의 표본이 되어왔으며, 많은 천문학적 발견과 논쟁의 중심에 서 있었습니다.
특히 1960년대 네덜란드의 천문학자 페테르 판 데 캄프(Peter van de Kamp)가 바너드별 주변에 목성형 행성이 존재한다고 주장했던 사건은 외계행성 연구사에서 중요한 교훈을 남겼습니다. 비록 그의 주장은 후에 거짓으로 판명되었지만, 이는 정밀한 관측과 검증의 중요성을 일깨워준 사례가 되었습니다.
미래의 연구 전망
바너드별은 앞으로도 계속해서 중요한 연구 대상이 될 것으로 예상됩니다. 현재 ESO에서 건설 중인 주경 39미터의 극대망원경(ELT)이 완성되면, 바너드별과 같은 가까운 별 주변의 생명거주가능영역에 있는 작은 암석형 외계행성을 발견하고 그 대기 구성까지 연구할 수 있을 것으로 기대됩니다.
또한 바너드별은 직접 촬영법(direct imaging)을 통한 외계행성 연구의 좋은 대상이기도 합니다. 별과 행성 사이의 거리가 상대적으로 가깝고, 지구에서의 거리도 가까워 향후 더욱 정밀한 관측이 가능할 것으로 전망됩니다.
바너드별의 연구는 우리 우주의 뒷마당에 작은 행성들이 가득 차 있다는 것을 보여주며, 외계행성 탐사 기술의 발전과 함께 더 많은 발견이 이어질 것으로 기대됩니다. 이 작고 어두운 별이 앞으로도 천문학 발전에 어떤 새로운 통찰을 제공할지 귀추가 주목됩니다.