글/ 적예(笛睿)
【정견뉴스】
최근 한 연구에 따르면 지구에서 약 2천 광년 떨어진 곳에서 아주 특이한 항성이 하나 발견되었는데 시속 약 200만 마일(역주: 시속 약 321만 8천 킬로미터)의 속도로 우리 은하를 향해 돌진하고 있다. 특이한 것은 이 항성이 수소나 헬륨처럼 가벼운 기체로 구성된 태양과 같은 일반 항성과 달리 풍부한 금속성분을 포함하고 있다는 점이다. 이 항성에는 대체 어떤 내력이 있는 걸까?
연구원들은 허블 망원경과 외계 행성을 찾는 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 우주망원경 자료를 이용해 ‘LP 40−365’로 명명된 이 항성이 아주 빠른 속도로 우리 은하를 향해 돌진하고 있을 뿐만 아니라 또 빠른 속도로 자전하고 있음을 발견했다. 겉보기 광도(光度) 변화법칙에 따르면 이 항성은 약 9시간마다 한 번씩 자전하는데 이는 우리 태양의 자전주기(약 27일)보다 빠른 것이다.
연구결과 이 항성은 또 대량의 금속을 함유한 것으로 밝혀졌다. 이번 연구를 주도한 보스턴 대학 천문학과의 헤르메스 교수에 따르면 LP40−365는 지금까지 발견된 항성 중에서 금속 함량이 가장 높은 항성 중 하나다. 일반적인 항성은 우리 태양처럼 수소나 헬륨이 풍부하지만 초신성(超新星)폭발을 거친 항성만이 풍부한 금속원소를 함유할 수 있다.
“우리는 대량의 금속원소는 항성 폭발이란 극렬한 반응과정에서 생긴 부산물이라고 봅니다.” 헤르메스 교수의 말이다.
연구팀은 이상 몇 가지 특징을 결합해 이 항성이 초신성 폭발 이후 완전히 폭발되지 않은 채 사출(射出)되어 나온 항성이라고 보았다. 이런 종류의 항성은 과학자들이 최근에 들어와서야 그 존재를 발견한 아주 드문 것이다.
이 연구 보고서를 쓴 보스턴 대학 출신의 오델리아 퍼터맨(Odelia Putterman)은 “한 차례 불완전한 초신성폭발 이후 살아남은 것은 아주 대단하고 독특한 일이다. 우리는 최근에 들어와서야 이런 항성이 존재할 가능성이 있음을 고려하기 시작했다. 이 항성은 분명 한 차례 폭발 사건 중에서 사출되었을 것이다. 우리가 관찰한 것은 이 항성이 줄곧 자전하면서 날아가는 것이다.”
폭발 후 튕겨 나온 조각이라고 하면 LP 40−365가 일반 항성보다 자전속도가 아주 빠른 특징을 설명할 수는 있지만 대신 한 가지 문제가 생긴다. 만약 이 항성이 폭발하면서 날아나온 주요한 파편의 하나라면 그것의 자전속도는 마땅히 지금보다 훨씬 빨라야 한다는 점이다.
연구원들은 폭발 사건 중에 쏘아져 나온 파편이 원래 성체(星體)에서 차지하는 비중이 클수록 쏘아져 나온 파편의 자전속도도 더 빨라진다고 본다. 9시간이란 자전속도는 상대적으로 느린 것으로 이는 이 파편이 모체(母體) 항성에서 비교적 작은 부분이 떨어져 나왔음을 설명한다.
때문에 연구원들은 이 항성이 원래 쌍성(雙星)계통에 속했을 것으로 추측한다. 즉 이 항성 외에 다른 항성이 가까이 접근해 있어 두 항성이 서로를 둘러싸고 회전했다는 것이다. 이 두 항성의 최후은 백색왜성이 되었을 가능성이 큰데 만약 둘의 거리가 아주 가까워서 그중 하나가 다른 별의 물질을 흡수해서 일정한 질량에 도달하게 되면 이 백색왜성이 스스로 폭발할 수 있다. 다시 말해 초신성폭발이 발생할 수 있다는 뜻이다.
하지만, 초신성 폭발사건은 아주 드문 일이기 때문에 연구원들은 기본적으로 이런 쌍성계통의 폭발 전 상황을 볼 수 없었다. 폭발이 일어난 후에는 이미 폭발 후 잔해가 반성(伴星 쌍성에서 동반하는 별)을 잡아먹은 항성인지 아니면 물질이 흡수당한 반성인지 구별하기가 아주 어렵다.
이번 연구에서는 LP 40−365의 상대적으로 느린 자전속도를 단서로 삼아 그것이 원래 쌍성계통에서 잡아먹힌 반성(伴星)이 폭발하면서 날아간 작은 조각이라고 설명할 수 있다.
이 연구는 지난 6월 7일 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letters）에 발표되었다.
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/269530