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2016년 5월 21일 토요일

우주 이야기 493 - 물질을 빼앗겨 별의 지위에서 강등된 갈색 왜성



(This image shows the white dwarf (right) stripping mass from the brown dwarf. Credit: Rene Breton, University of Manchester.)


 인간의 관점에서보면 영원할 것 같은 별 역시 시간에 따라 변하게 됩니다. 태양은 보통 문학이나 신화에서 영원불멸한 존재처럼 묘사되지만, 사실 시간이 지나면서 항성풍의 형태로 물질을 조금씩 잃고 있죠. 물론 그 정도는 크지 않지만, 결국 마지막 단계인 적색거성에서는 상당수의 물질을 잃게 될 것입니다. 반대로 동반성에서 물질을 흡수해서 커지는 별도 존재합니다. 


 최근 천문학자들은 물질을 너무 많이 잃어서 별의 지위에서 갈색왜성으로 강등된 독특한 경우를 포착했습니다. 사우스햄프턴 대학의 후안 베난치오 에르난데스 산티스테반(Juan Venancio Hernández Santisteban, a PhD student at the University of Southampton)을 비롯한 과학자들은 유럽 남방천문대의 VLT에 설치된 X-Shooter를 이용해서 백색왜성 주변에 있는 희미한 갈색왜성을 찾아냈습니다. 


 갈색왜성은 태양질량의 대략 0.08% 이하에서 0.0013%에 불과한 질량을 가진 천체로써 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하는 데 필요한 중심부 열과 압력이 부족한 천체입니다. 다만 중수소와 삼중수소를 이용한 약간의 핵융합은 가능하기 때문에 보통 별과 행성의 중간 단계로 보거나 혹은 실패한 별 (failed star)라고 불립니다. 


 하지만 이번 연구에서는 처음부터 실패한 별은 아닐 수도 있다는 사실이 밝혀졌습니다. J1433라는 지구에서 730광년 떨어진 쌍성계는 백색왜성과 갈색왜성으로 구성되어 있는데, 가까운 공전궤도를 감안하면 갈색왜성이 그 물질의 90%를 빼앗긴 것으로 추정되기 때문입니다. 목성 질량의 60배 정도되는 이 갈색왜성은 본래는 태양보다 작은 크기의 별이었을 것으로 보입니다. 


 백생왜성이 되면 강한 중력으로 물질을 빨아들이기만 하기 때문에 보통 가까이 있는 동반성에서 진공청소기처럼 물질을 흡수하게 됩니다. 이 쌍성계의 경우 매우 극단적인 경우로 백색왜성이 동반성을 심하게 빨아들여 작은 천체로 바꾸게 된 것으로 보입니다. 


 물론 흔한 일은 아니겠지만, 우리가 보는 별이 사실은 시간에 따라서 극단적인 변화를 할 수 있다는 것은 흥미로운 이야기 같습니다. 


 참고 


  An irradiated brown dwarf companion to an accreting white dwarf, Nature, DOI: 10.1038/nature17952 

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