우주 이야기 1080 - 전파 망원경으로 관측된 갈색 왜성

(Artist's impression of the super planet Elegast, with the blue loops depicting magnetic field lines. Credit: ASTRON/Danielle Futselaar)

갈색왜성 (Brown dwarf)는 목성 질량의 13배에서 80배 사이에 달하는 천체로 안정적인 수소 핵융합 반응을 유지하긴 어렵지만, 중수소를 이용한 미약한 핵융합 반응이 가능한 어두운 천체입니다. 별과 행성의 중간 단계라고 보기 때문에 실패한 별 (failed star)나 초행성(super-planet)로 불립니다. 갈색왜성은 우리 은하에 매우 흔할 것으로 예상되나 너무 어둡기 때문에 극히 일부만이 관측 가능합니다.

하와이 대학과 네덜란드의 과학자들은 처음으로 갈색왜성을 적외선 영역이 아닌 전파 영역에서 관측하는데 성공했습니다. BDR J1750+3809라고 명명된 이 갈색왜성은 지구에서 대략 212광년 정도 떨어져 있는데, 강력한 자기장을 지니고 있어 전파 영역에서도 관측이 가능합니다. 하지만 이를 실제로 관측하기 위해서는 매우 거대한 전파 망원경 어레이가 필요합니다.

네덜란드를 중심으로 유럽에 퍼져 있는 거대 전파 망원경 어레이인 Low-Frequency Array (LOFAR)는 BDR J1750+3809를 관측할 수 있을 만큼 뛰어난 성능을 지니고 있습니다. 지름 1000km 지역에 2만개의 안테나가 설치되어 우주를 관측하기 때문입니다. 연구팀은 144 MHz 주파수 영역에서 이 갈색왜성의 존재를 확인한 후 다시 지상 망원경을 통한 추가 관측을 통해 실제 갈색왜성이 맞다는 것과 여러 가지 물리적 특성을 확인했습니다.

LOFAR와 같은 전파 망원경은 넓은 지역을 빠르게 조사하는 데 유리하기 때문에 앞으로 갈색왜성 연구에서 전파 망원경의 역할이 더 커질 것으로 기대됩니다.

참고

https://newatlas.com/space/radio-telescope-detects-super-planet-first-time/

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abc256

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