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2020년 1월 31일 금요일

우주 이야기 1009 - 케플러가 확인한 백색왜성 갈색왜성 쌍성계


(Credit: NASA and L. Hustak (STScI))


 나사의 케플러 우주 망원경은 이미 퇴역한지 한참이 지났지만, 그 과학적 성과는 계속 이어지고 있습니다. 우주 망원경 과학 연구소의 라이언 리든-하퍼 (Ryan Ridden-Harper of the Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, and the Australian National University, Canberra, Australia)가 이끄는 연구팀은 케플러 데이터를 이용해 독특한 신성 시스템(Nova system)을 발견했습니다. 


 연구팀이 발견한 것은 백색왜성과 갈색왜성으로 이뤄진 쌍성계 입니다. 하나는 죽는 별의 잔해이고 다른 하나는 별이 되지 못한 작은 천체인데, 이 둘은 지구 달 거리인 40만km 정도 거리에서 공전하고 있습니다. 당연히 이 둘에게는 너무 가까운 거리입니다. 공전 주기는 83분에 불과하며 백색왜성의 강한 중력으로 인해 갈색왜성의 가스가 백색왜성으로 흡수되고 있습니다. 백색왜성이 동반 갈색왜성을 삼키는 드문 쌍성계인 셈입니다. 


 백색왜성으로 흡수되는 가스는 주변에 모여 강착 원반을 형성합니다. 이 원반의 질량이 임계점에 이르면 불안정해지면서 고온으로 가열됩니다. 이 때 온도는 2,700–5,300° C에서 9,700–11,700° C 오르면서 결국 강력한 에너지를 방출하고 붕괴됩니다. 쌍성계의 밝기는 갑자기 1000배 이상 올라갔다가 점점 다시 어두워지면서 본래 밝기로 돌아갑니다. 


 이런 형태의 신성은 매우 드문데, 밝기 변화를 지속적으로 관측하는 케플러 우주 망원경 덕분에 새로운 시스템을 발견할 수 있었습니다. 케플러는 퇴역했지만, 그 과학적 탐구는 지금도 현재 진행형입니다. 


 참고 


R Ridden-Harper et al. Discovery of a new WZ Sagittae-type cataclysmic variable in the Kepler/K2 data, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019). DOI: 10.1093/mnras/stz2923




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