글/ 적예(笛睿)
【정견뉴스】
최근 과학자들이 반지름은 2140킬로미터로 달보다는 약간 크지만 질량은 우리 태양의 1.35배에 달하는 특이한 백색왜성을 발견했다.
이번에 새로 발견된 항성의 기호는 ZTF J1901+1458로 지구로부터 거리는 약 130광년이고 독수리자리에 위치한다. 이 백색왜성은 약 1억년의 역사를 지녔으며 자기장이 아주 강해서 태양의 약 10억 배에 달한다.
일반적인 백색왜성의 자전속도는 대체로 몇 시간 정도지만 이 백색왜성은 불과 6.94분에 불과하다. 이것은 백색왜성 중에서도 아주 드문 현상으로 자전속도가 대단히 빠른 것이다.
이번 연구의 주요 저자인 캘리포니아 공과대학 천문학자 일라리아 카이아조(Ilaria Caiazzo)는 “ZTF J1901+1458는 질량이 무척 커서 달 크기의 부피에 태양과 같은 질량을 지니고 있다. 좀 이상하게 보이지만 사실 더 작으면서 질량이 더 큰 백색왜성도 존재한다.”고 했다.
이 항성은 미국 캘리포니아 주 팔로마 천문대의 광역 천체 관측 장비인 Zwicky Transient Facility(ZTF)를 사용해 발견했기 때문에 ZTF J1901+1458라는 이름이 붙었다.
이 백색왜성을 발견한 후 연구자들은 지면과 우주에서 여러 개의 망원경으로 관측한 자료들을 이용해 진일보로 분석한 결과 이 백색왜성의 또 다른 특이점을 발견했다.
연구 결과 이 항성의 자기장이 아주 강하고 또 약 7분마다 한 번씩 자전하기 때문에 두 백색왜성이 합병된 결과물임이 분명했다.
논문에서는 “우주에는 태양과 같은 단일성계보다는 두 개가 연계된 쌍성계가 훨씬 더 많다. 그런데 이 쌍성계가 노화하다(수명의 끝에 도달) 함께 사망할 때 질량이 태양의 8배 이상으로 충분히 크면 초신성 폭발이란 형식으로 생명을 끝낸다. 만약 질량이 태양의 8배 이하일 경우 백색왜성으로 변한다. 이번 발견은 이런 상황이 어떻게 전개되는지 하나의 사례를 제공해준다.”고 했다.
“ZTF J1901+1458는 후자의 상황에 해당하는데 질량이 충분히 크지 못하기 때문에 백색왜성으로 변했다. 이 두 개의 백색왜성은 또 서로 운행하는 과정 중에 중력파를 발출하는 방식으로 에너지를 상실하다가 마지막에 하나로 합쳐지는데 합병된 백색왜성의 질량은 언제나 예전 두 별보다 크다.”
“합병과정에서 항성의 자기장이 커지고 자전속도도 빨라지는데 합병된 후 백색왜성의 자전속도는 예전 두 항성보다 더 빨라진다.”
이 연구 결과는 지난 6월 30일 네이처에 발표되었다.
역주: 백색왜성(white dwarf, 白色矮星)은 항성 진화의 마지막 단계에서 표면층 물질을 행성상성운으로 방출한 뒤, 남은 물질들이 축퇴하여 형성된 청백색의 별이다. 질량은 보통 태양의 1.4배 이하에 크기는 지구 정도이며, 핵융합반응 없이, 천천히 식다가 빛을 내지 못하는 암체로 일생이 끝난다. 반면 이보다 질량이 훨씬 큰 별들은 초신성폭발을 거쳐 중성자별과 블랙홀로 변한다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/268855