+ 수만㎞로 회전하는 초거성 베텔게우스의 섬뜩한 비밀 / 우리은하 충돌시기?

 

 

 

[아하! 우주]

수만㎞로 회전하는 초거성 베텔게우스의 섬뜩한 비밀

입력 : 2020.01.16

▲ 베텔게우스의 크기 개념도.출처=ESO/L.Calcada

오리온자리의 적색거성 베텔게우스(Betelgeuse)가 섬뜩한 비밀을 지니고 있다는 새 연구가 발표되었다. 새 연구에 따르면, 베텔게우스는 원래 동반성을 거느린 별이었으며, 과거 어느 시점에서 상대적으로 작은 동반성이 주성에게 잡아먹힘으로써 현재 베텔게우스가 보이고 있는 여러 특성들을 만들어낸 것으로 설명하고 있다.

미국 국립전파천문대에 따르면, 베텔게우스는 지름이 9억 6500만㎞로, 이는 화성 궤도보다 더 큰 초거성에 속한다. 지구에서 520광년 떨어진 비교적 가까운 거리에 있는 베텔게우스는 망원경으로 표면 특징을 포착할 수있는 몇 안 되는 별 중 하나이기도 하다.

배턴루지 소재 루이지애나 주립대학의 천문학자 마노스 차조풀로스는 베텔게우스의 표면을 면밀히 모니터링한 결과, 별의 회전 속도가 시속 1만7700~5만3000㎞라는 계산서를 뽑아냈다고 지난 6일 미국천문학회 235차 회의에서 발표했다.

▲ 세계 최대 전파망원경 ‘알마’(ALMA)로 포착한 베텔게우스의 모습.

 사진=ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/E.O’Gorman/P.Kervella)

베텔게우스의 자전 속도가 이처럼 빠른 것은 놀라운 사실로 받아들여지는데, 왜냐하면 거성이 노화하여 적색거성의 단계에 들어서면 몸피가 팽창하기 시작하고, 이에 따라 회전 속도가 느려지는 것이 상례이기 때문이다. 베텔게우스는 또한 도망성(runaway star)으로서, 은하수의 배경 별들에 비해 무려 시속 10만 8000㎞의 속도로 달아나고 있는 중이다.

베텔게우스가 이 같은 빠른 회전속도와 후퇴속도를 가지고 있음에도 불구하고 아무도 이 유명 스타의 두 가지 조합에 대해 설명하려는 시도를 하지 않았다고 밝히는 차조풀로스는 이렇게 반문한다. “당신은 이 두 가지 사실을 어떻게 해석하겠습니까?”

▲ 목성의 궤도까지 잡아먹을 정도로 큰 베텔게우스

이 의문에 대한 힌트는 베텔게우스가 탄생한 오리온자리 OB1a 성협이라는 별의 밀집 지역에 숨어 있었다. 차조폴루스는 동료 연구자들과 함께 그 지역의 많은 별들의 움직임을 조사한 결과, 수백만 년 전 별들의 중력 상호작용으로 인해 베텔게우스가 고속으로 튕겨져나갔다는 결과를 도출해냈다.

또한 베텔게우스는 자기보다 작은 동반별을 가지고 있었는데, 별이 노화되는 과정에 몸피가 팽창함에 따라 동반별을 잡아먹기에 이르렀고, 그 결과 베텔게우스의 외층이 ‘스틱으로 커피를 휘젓는 것과 같이’ 뒤섞였을 것으로 연구자들은 보고 있다.

차조풀루스와 동료 연구원들은 이 같은 아이디어를 통합해 정교한 별 진화 컴퓨터 모델을 구축했다. 이제껏 관측된 베텔게우스의 특징에 가장 적합한 결과는 쌍성 중 큰 별 하나가 태양 질량의 16배, 작은 쪽은 태양 질량의 4배인 별이라는 결론이 도출되었다. 연구원들은 그들의 연구를 천체 물리학 저널에 제출할 준비를 하고 있다.

한편, 베텔게우스가 최근 초신성 폭발을 일으킬지도 모른다는 놀라운 소식이 전해져왔다. 지난 10월 이후 베텔게우스가 50년 관측 이래 가장 침침한 상태를 보이고 있는데, 이는 초신성 폭발의 전조일 수 있다는 주장이 일부 천문학자들 사이에서 나오고 있는 것이다.

차조폴루스의 연구가 베텔게우스의 탄생에 관한 거라면, 베텔게우스의 초신성 폭발의 그 임종에 관한 이야기가 된다. 하나의 별에 대해 탄생과 임종이 동시에 조명되는 희귀한 현상이 일어나고 있는 셈인데, 어쨌든 베텔게우스가 초신성폭발을 한다면 지구에는 2주간 밤이 없어질 것이라고 한다.

초신성폭발이란 우주의 최대 드라마로, 한 은하가 내놓는 빛보다 더 많은 빛을 내놓을 것이기 때문이다. 말하자면 낮에는 태양이, 밤에는 베텔게우스가 지구를 환히 비춰주는 신기한 현상을 보게 될 것이다. 어쩌면 현장에서는 이미 폭발했을 수도 있다. 최근에 폭발했다면 지구행성인들은 520년 후에나 알 수 있을 것이다.

[서울신문 나우뉴스] 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20200116601008&section=&type=daily&page=

태양 나이 두 배 고대 별 통해 115억년 전 은하 충돌 확인

송고시간 | 2020-01-16

94광년 떨어진 인디언자리 '누 인디' 테스 관측 자료 활용

테스(TESS) 관측 이미지

청색 원안이 누 인디, 왼쪽 하단은 우리은하의 은하면(面). 테스의 

섹터 1과 12, 13 관측 자료를 종합한 것이다. [J.T. 매처레스 제공]

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 우리은하는 약 135억년 역사에서 여러 개의 주변 은하를 병합하며 덩치를 키웠다. 그중 하나가 왜소 은하인 '가이아-엔켈라두스'(Gaia-Enceladus)인데, 태양 나이의 두 배에 달하는 고대 별을 통해 충돌 시기를 115억년 전으로 제시하는 연구결과가 나왔다.

독일 '막스 플랑크 태양계 연구소'에 따르면 버밍엄대학의 빌 채플린 교수가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 94광년 떨어진 인디언 자리의 별 'ν(누) Indi'(HR 8515)를 통해 우리은하와 가이아-엔켈라두스 은하의 충돌 시기를 특정한 연구 결과를 과학저널 '네이처 천문학'(Nature Astronomy) 최신호를 통해 발표했다.

누(ν)는 그리스 알파벳에서 나온 것이다.

누 인디는 태양 크기의 세 배에 달하지만 질량은 태양의 85% 밖에 안 된다. 겉보기 밝기가 천왕성과 비슷해 맨눈으로도 관찰이 가능하며 이때문에 별에 관해 속속들이 연구할 수 있는 대상이 됐다.

연구팀은 2018년 발사된 우주망원경 '테스'(TESS) 관측 자료를 활용했다.

외계행성 탐색을 목표로 발사된 테스는 하늘을 일정 구역으로 나눠 장시간 중단없이 관측하며 별빛의 미세한 변화를 포착해 별 앞을 지나는 행성의 존재를 파악하는데 연구팀도 이런 점을 이용한 것이다.

누 인디에는 딸린 행성이 없는 것으로 파악됐지만 테스가 장기간 관측한 별의 밝기로 표현된 별의 진동을 통해 누 인디의 형성 시기를 정확히 파악했다.

여기에다 유럽남방천문대(ESO)의 '초정밀 시선속도 행성 추적기'(HARPS) 분광 자료와 유럽우주국(ESA)의 가이아 위성 관측 자료 등을 종합해 별의 화학적 성분과 움직임 등도 분석했다.

그 결과, 누 인디의 형성 시기는 약 110억년 전으로 특정됐다. 누 인디는 지난 2006년에 약 90억년 전에 형성됐을 것이라는 추산이 제시된 적이 있으나 더 정확하게 관측된 테스 자료를 토대로 형성 시기가 20억년 더 거슬러 올라가게 됐다.

외계행성 사냥꾼 '테스'(TESS) 상상도

[NASA/MIT 제공]

또 분광 자료를 통해 누 인디의 금속 성분이 태양의 3%밖에 안 될 정도로 미량인 것으로 파악됐는데, 이는 그만큼 오래된 별이라는 것을 나타낸다. 별의 무거운 원소는 1세대 별이 초신성 폭발로 사라진 뒤에야 출현한 것으로 돼 있다.

이와함께 별의 위치와 움직임에 관한 자료를 통해 누 인디가 우리은하 외곽인 헤일로를 구성하고 있던 별이지만 은하 간 충돌도 궤적이 바뀐 것을 확인됐다.

연구팀은 "누 인디의 궤적이 은하 간 충돌로 영향을 받았다는 것은 이런 충돌이 별이 형성된 뒤에 발생했다는 것을 나타내는 것"이라고 했다.

연구팀은 은하간 충돌이 누 인디에 영향을 미치는 데 걸리는 시간을 고려하면 우리은하와 가이아-엔켈라두스의 충돌은 약 132억~115억년 전에 시작됐을 것으로 추산했다.

논문 공동저자인 '막스 플랑크 협회'(MPS)의 바스키아 헤커 박사는 "이번 연대별 분류 결과는 은하 충돌이 우리은하를 어떻게 바꿔놓았는지를 이해하는 것을 도울뿐만 아니라 은하 충돌과 병합이 다른 은하에 어떻게 영향을 주는지에 대해서도 감을 던져주는 것"이라고 했다.

<저작권자(c) 연합뉴스, eomns@yna.co.kr>2020/01/16 10:09 송고 

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