기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 126 - 현재까지 관측된 가장 큰 별은 ? (2012)



 3 년 전쯤 같은 주제의 포스트가 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100084323902 ) 쓰였지만 그사이 세월이 흐르면서 이제 그 순위는 바뀔 필요가 생겼습니다. 새로운 연구 결과들에 의해서 크기에 대한 측정이 변했기 때문이죠. 사실 아주 가까이 존재하는 별이 아니라면 별의 정확한 크기를 측정하는 일은 쉽지 않을 수 있습니다.  

 특히 마지막 단계에서 사방으로 가스를 뿜어대는 거성이라면 더 그렇겠죠. 또 거리가 매우 먼 경우 상당 부분은 간접적인 방법에 기댈 수 밖에 없어서 순위는 계속 변할 수 있습니다. 그럼에도 새로운 내용을 배제하게 되면 최신의 연구 성과와는 다른 잘못된 내용이 전파될 우려가 있으므로 새로운 포스트를 작성하게 되었습니다. 일단 여기서는 부피를 기준으로 순위를 살펴보겠습니다.  


 과거 1위로 알려졌고 이전 포스트에서도 1 위로 소개했던 VY Canis Majoris 는 새로운 관측 결과에 의해 이전에 생각했던 것 보다 크기가 다소 작은 것으로 판단되고 있습니다. 이 별은 대략 3840 광년 정도 떨어진 것으로 생각되는 이 별은 대략 태양 질량의 17 ± 8 배 정도 되는 적색 극대거성 (Red Hypergiant) 으로 일생의 최후 단계에서 거대하게 부풀어 오른 상태입니다.  


 문제는 이런 단계에서 크기 측정은 불확실성을 가질 수 밖에 없다는 것이겠죠. 사실 이 별은 다른 거대한 적색 거성들과 마찬가지로 그 밀도가 대단히 희박합니다. 그 대략적인 밀도는  0.000005 - 0.000010 kg/m3  수준으로 사실 해수면 높이에서 지구 대기의 1/1000 수준도 안되는 정도입니다. 거기에다 말기에 이른 적색 거성들이 대개 그렇듯이 사방으로 가스를 잃고 있어 주변으로 이 보다 더 낮은 밀도의 주변 가스가 존재합니다. 따라서 정확히 어디가 표면인지 판단하기조차 애매한 부분이 존재합니다.  


 2012 년에 나온 새로운 연구들에 의하면 이 별의 지름은 이전 측정보다 낮은 태양의 1420 ± 120 배 수준으로 판단되었습니다. (즉 반지름이 6.6 AU 정도) 이 정도만 해도 엄청난 크기이긴 하지만 1위 자리에서는 이제 내려올 시간입니다. 물론 추가 관측을 통해 정정될 여지는 여전히 남아있지만 말이죠. (1) 




(허블 우주 망원경이 본 실제 VY Canis Majoris 의 관측 모습. 주변 가스로 인해 정확한 크기를 측정하는데 어려움이 존재  Source : Hubble site ) 


 VY Canis Majoris 를 대신할 새로운 최대 부피 항성이 후보들은 역시 여러개 존재합니다. 그 중에서 2012 년 기준으로 가장 커보이는 별은 NML Cygni (V1489 Cygni ) 입니다. 이 항성은 대략 지구에서 5300 광년 정도 떨어져 있는 적색 초거성 ( red supergiants (RSGs)) 으로 대략 태양 질량의 25 - 40 배 수준의 질량과 1650 배 수준의 반지름을 가진 것으로 생각됩니다. (즉 7.6 AU) (2) 물론 이 별 역시 주변에 가스와 먼지로 정확한 관측이 방해 받고 있습니다. 

 두번재 후보는 WOH G64 로 최소한 대마젤란 은하 (LMC  Large Magellan Cloud) 에서 가장 큰 별로 생각되고 있습니다. 이웃한 위성 은하에 있기 때문에 그 거리는 꽤 멀어서 16만 3000 광년 정도로 생각되고 있습니다. 질량은 태양의 16 -22 배 사이로 추정되며 그 지름은 대략 태양의 1540 배 정도 수준인 것으로 생각되고 있습니다. (3) 


 따라서 오차 범위에서 생각할 때 1 위 후보라고 생각할 수 있습니다. 이 별 역시 가스로 뒤덥혀 있는 말기의 적색 초거성인데 이전에도 1 위 후보로 생각되었으나 당시에는 VY Canis Majoris 보다 약간 작은 것으로 추정되었습니다. 이 별 역시 거대한 가스구름이 주변에 존재합니다. 다른 후보들보다 상대적으로 멀리 떨어져 있어 정확한 크기 추정이 다소 어려운 부분이 있습니다.    



(WOH G64  의 아티스트 컨셉.    Source  : ESO  )   


 그 다음 후보로 생각할 수 있는 별은  VX Sagittarii 으로 그 추정 크기는 WOH G64 와 거의 유사합니다. 이 별은 지구에서 5150 광년 정도 떨어져 있는데 위에서 언급한 이유 (즉 멀리 떨어져 있고 주변에 가스가 존재) 외에 크기가 불규칙한 맥동 변광성  (Pulsating variable star ) 이기 때문에 그 크기를 추정하기가 만만치 않지만 대략 태양 지름의 일부 연구는 대략 1500 배 정도로 추정하기도 했고 그보다 작다는 연구도 있습니다. (4,5) 


 이런 측정의 어려움을 더 극적으로 보여주는 별들도 존재하는데 KY Cygni 가 그 대표적인 사례입니다. 이 별은 역시 지구에서 5000 광년 떨어져있으며 태양 질량의 25 배 정도 되는 되는 말기형 적색 초거성 red supergiants (RSGs) 으로 역시 위의 후보들 처럼 태양의 수십만배 밝기로 빛나면서 곧 최후를 맞이할 준비를 하고 있습니다. 아마도 대략 이 별의 반지름은 태양 반지름의 1500 배 선인 것 같은데 여러 연구에서 가장 높은 값이 다양하게 나와서 이중 가장 큰 값은 3000 배에 가깝지만 이는 약간 가능성이 떨어지는 것 같습니다.  (6)


 기타 후보들로 RW Cephei, PZ Cassiopeiae, VV Cephei A, Mu Cephei 등이 존재합니다. 이 중에서 세페우스자리 VV(VV Cephei) A 별은 육안으로 희미하게 보이는 별이고 이전에는 우주에서 관측된 가장 큰별 2,3 위 후보로 오르기도 했던 변광성입니다. 이들도 역시 위에서 언급한 문제가 존재하며 지구에서 수천광년 이상 떨어져 있습니다. 


 2009 년 포스트를 작성한지 3 년이 흘렀을 뿐이지만 이제는 VY Canis Majoris 가 가장 부피가 큰 별이라고 믿을 확실한 증거는 없어졌습니다.  이전에 소개된 내용 때문에 아직도 그렇게 인터넷 상에 돌아다니긴 하지만 학문은 끊임 없이 발전하는 법이니까요. 또 가장 무거운 별 역시 R136a1 이 ( http://blog.naver.com/jjy0501/100141610757  참조) 새로운 후보로 올라온 상태입니다. 사실 이 별들이 지구에서 대부분 5000 년 광년 내외 위치 하거나 아니면 대마젤란 은하에 위치했다는 것은 아직 인간이 관측한 부분이 얼마 안된다는 것을 의미할 수도 있습니다. 


 사실 우리가 크기를 대충이라도 추정할 수 있는 별은 우주 전체를 통들어서 많지 않기 때문에 인간의 힘으로 우주에서 가장 큰 별을 찾기는 어려운 과제일 수도 있겠죠. 하지만 과연 무거운 별들이 최후에 어떤 일을 맞이하는지에 대한 학문적 호기심과 연구 때문에 미래에도 이른 초거성과 극대거성에 대한 연구는 계속될 것 같습니다. 이 내용을 참고하시려는 분들은 미래에 새롭게 등장하게 될 연구 결과에 따라 위에 설명한 내용들이 모두 변경의 가능성이 있다는 것을 참조하시기 바랍니다.  



 Reference  

 1. Wittkowski, M.; Hauschildt; Arroyo-Torres, B.; Marcaide, J.M. (5 April 2012). "Fundamental properties and atmospheric structure of the red supergiant VY CMa based on VLTI/AMBER spectro-interferometry". Astronomy & Astrophysics 540: L12. arXiv:astro-ph/1203.5194

 2.  b. Zhang, B.; m. j. Reid, M. J.; k. m. Menten, K. M.; x. w. Zheng, X. W.; a. Brunthaler, A. (2012). "The distance and size of the red hypergiant NML Cygni from VLBA and VLA astrometry". Astronomy & Astrophysics 544: A42. doi:10.1051/0004-6361/201219587  

 3. Levesque, E. M.. "WOH G64: The Largest Star Known?". Astronomical JournalarXiv:0903.2260Bibcode 2009AJ....137.4744L.doi:10.1088/0004-6256/137/6/4744

 4. Nicolas Mauron; Eric Josselin (2010). "The mass-loss rates of red supergiants and the de Jager prescription".arXiv:1010.53691

 5. A. Chiavassa, S. Lacour, F. Millour4 et al VLTI/AMBER spectro-interferometric imaging of VX Sagittarii's inhomogenous outer atmosphere  Astronomy & Astrophysics Volume 511, February 2010


 6. The Effective Temperature Scale of Galactic Red Supergiants: Cool, but Not As Cool As We Thought", Emily M. Levesque, Philip Massey, K. A. G. Olsen, Bertrand Plez, Eric Josselin, Andre Maeder, and Georges Meynet, The Astrophysical Journal 628, #2 (August 2005), pp. 973-985, doi:10.1086/430901



댓글

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...