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2018년 9월 21일 금요일

우주 이야기 821 - 갈색왜성과 별의 경계는 목성 질량의 75배



(Artist's conception of the Epsilon Indi system. The two brown dwarfs orbit their common center of mass, which in turn orbits the much more distant primary component, a Sun-like star. By mapping the orbital motion of the brown dwarfs, the team was able to determine their masses. Much like our Solar System's giant planets, brown dwarfs are thought to have cloud belts that encircle the entire object and give it a striped appearance. Credit: Roberto Molar Candanosa and Sergio Dieterich, courtesy of the Carnegie Institution for Science.)


 갈색왜성은 우리에게 친숙한 천체는 아니지만, 사실 우주에 매우 흔한 천체 가운데 하나입니다. 흔히 실패한 별로 불리는 갈색왜성은 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지할 수는 없지만, 중수소와 삼중수소를 이용한 약한 핵융합 반응을 통해 행성보다 훨씬 많은 에너지를 방출합니다. 따라서 갈색왜성은 별과 행성의 중간에 위치한 천체입니다. 


 과학자들은 갈색왜성의 질량이 목성의 13배보다 크고 75-80배 보다는 작다고 보고 있습니다. 최근의 연구 결과는 갈색왜성과 별의 경계가 좀 더 정확하게 목성 질량의 70-73배 정도라고 생각하고 있습니다. 그런데 이보다 약간 더 클지도 모른다는 연구 결과가 나왔습니다.  


 카네기 공대의 Serge Dieterich와 그 동료들은 두 망원경 (Carnegie Astrometric Planet Search at the Carnegie Las Campanas Observatory and the Cerro Tololo Inter-American Observatory Parallax Investigation)의 장기관측 데이터를 분석해 적색왜성 한 개와 갈색왜성 두 개로 구성된 엡실론 인디Epsilon Indi의 정확한 질량을 측정했습니다. 그 결과 Epsilon Indi B와 C의 질량은 목성의 75배와 70배로 나타났습니다. 그렇다면 갈색왜성의 질량 상한선이 더 커진 셈입니다. 


 연구팀은 이 결과를 바탕으로 갈색왜성에 대한 모델을 수정할 필요가 있다고 주장했습니다. 이는 단순히 크기의 문제가 아니라 별이 안정적인 핵융합 반응을 일으키는 내부 환경에 대한 이론과도 연관이 있기 때문에 더 큰 의미가 있다고 하겠습니다. 


 갈색왜성은 어둡고 차가운 천체이기 때문에 눈으로 볼 수 없는 것은 물론 아마추어 천문가를 위한 소구경 천체 망원경으로도 확인할 수 없는 천체입니다. 심지어 천문학 연구용으로 사용되는 고성능 망원경으로도 가까운 거리에 있는 갈색왜성만 관측이 가능합니다. 따라서 대중적인 인지도가 떨어지는 천체이지만, 그 안에는 역시 나름의 흥미로운 이야기가 존재하는 것 같습니다. 


 참고 


 Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aadadc



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