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우주 이야기 116 - 죽어가는 별 주위에서 관찰되는 나선 소용돌이





 이전에 소개드린 ALMA ( Atacama Large Millimeter/sub Millimeter Array ) 는 아직 완성도 하기 전이지만 관측을 시작해서 여러가지 성과를 거두고 있습니다. (  http://blog.naver.com/jjy0501/100162002621 참조) 이 밀리미터/ 서브 밀리미터파 전파 망원경은 먼지와 가스 구름을 뚫고 지금까지 보이지 않았던 우주의 모습을 드러내줄 것으로 크게 기대를 모으고 있습니다. 


 ALMA 연구팀 중 하나가 ALMA 를 이용해서 R Sculptoris 라는 지구에서 약 1500 광년 떨어진 적색 거성을 관측했습니다. 이 적색 거성은 적색 거성의 최후를 잘 알려줄 항성으로 연구자들의 주목을 받고 있는데 현재 주변으로 가스를 분출하는 상태입니다. 그런데 ALMA 를 이용해서 이 가스의 구체적인 모습을 재구성하자 놀랄만한 모습이 드러났습니다. 그것은 거대한 나선 모양의 가스 구름입니다. 




(ALMA 가 발견한  R Sculptoris 의 주변 가스 구름  Observations using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array have revealed an unexpected spiral structure in the material around the old star R Sculptoris. This feature has never been seen before and is probably caused by a hidden companion star orbiting the star. This slice through the new ALMA data reveals the shell around the star, which shows up as the outer circular ring, as well as a very clear spiral structure in the inner material. (Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) )    


 이제까지 많은 말기 적색 거성들을 관찰했던 과학자들도 약간 의외인 결과였습니다. 이전의 허블 우주 망원경 관찰에서 LL Pegasi 역시 이런 형태의 소용돌이 가스 분출이 관측 된바 있기는 했으나 R Sculptoris  는 가장 외층의 껍질 같은 가스 구름층은 보이지 않았습니다.  



(허블 우주 망원경이 관측한 LL Pegasi   Credit ESA/NASA & R. Sahai    ) 


 과학자들은 이런 소용돌이가 생기는 이유에 대해서 망원경에서 보이지 않은 작은 동반성 때문이라고 생각하고 있습니다. 이미 작은 동반성의 존재는 (아마도 백색 왜성등의 가능성) 망원경으로 보이지는 않지만 가스와 상호 작용해서 이와 같은 독특한 구조를 남기게 되는 것으로 추정됩니다.


 태양 질량의 8 배에 미만의 적색 거성은 마지막 단계에서 헬륨층의 폭발적인 연소로 인해 1-5 만년 주기로 강력한 항성풍의 형태로 많은 가스를 잃는 것으로 생각됩니다. Thermal pulse 라고 알려진 각각의 이벤트는 수백년 이하로 별의 수명에 비하면 눈 깜빡할 정도의 시간이지만 인간에게는 매우 긴 시간입니다. 아마도 R Sculptoris 는 1800 년 이내로 thermal pulse 가 있었던 것으로 보입니다. 그리고 작은 동반성과의 상호 작용으로 이런 특이한 구조가 생겼다고 보고 있습니다. 


 ALMA 는 완전히 가동되기도 전에 이미 상당한 성과들을 거두고 있기 때문에 실제로 완성이 되면 앞으로  우주의 여러가지 알지 못했던 비밀들을 밝혀낼 것으로 기대됩니다. 


 참고 




  Journal Reference:

  1. M. Maercker, S. Mohamed, W. H. T. Vlemmings, S. Ramstedt, M. A. T. Groenewegen, E. Humphreys, F. Kerschbaum, M. Lindqvist, H. Olofsson, C. Paladini, M. Wittkowski, I. de Gregorio-Monsalvo, L.-A. Nyman.Unexpectedly large mass loss during the thermal pulse cycle of the red giant star R Sculptoris. Nature, 2012; 490 (7419): 232 DOI: 10.1038/nature11511


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