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우주 이야기 181 - 죽음의 순간에 임박한 초거대별 W26





 현재 천문학자들은 지구에서 약 16000 광년 방면 떨어진 한 초대형별의 임종을 지켜보고 있습니다. 현재 이 별은 거의 인생의 막바지에 이르러 외각의 가스를 잡아둘 중력이 부족해 서서히 질량을 잃고 있습니다. 이 별은 제단자리 (Constellation of Ara, Altar, 남반구 별자리로 우리나라에서는 볼 수 없음) 방향의 성단 Westerlund 1 에 위치한 극대거성 (hypergiant)  W26 (혹은 Westerlund 1-26, W1-26 등으로 불림) 입니다. 


 W26 자체는 사실 지구에서 이 성단의 다른 별들과 구분해서 보기 쉽지 않습니다. Westerlund 1 은 196 1 년 발견된 super star cluster 로 우리 은하에서 가장 무거운 젊은 별들이 몰려 있는 성단이기도 합니다. 이 밝은 성단의 다른 별과 지구와 이 성단 사이의 성간 물질 때문에 W26 만의 선명한 이미지를 얻기는 매우 어렵습니다. 


 하지만 천문학자들에게는 이 별을 연구할 다른 수단이 존재합니다. W26 은 가시광선/적외선 영역에서는 보기 어려운 대신 아주 강력한 전파를 방출하고 있습니다. 지금까지의 연구로 천문학자들은 이 별의 지름이 태양 지름의 적어도 1500 배 이상 (1530 - 2544 배 사이) 되는 초대형 별이라고 추정되고 있습니다. 비록 앞서 말한 이유 때문에 정확한 크기를 측정하는데 애를 먹고는 있지만 극대거성이라는 점은 확실해 보입니다. 


  유럽 남방 천문대 (ESO  European Southern Observatory) 를 비롯한 국제 천문학자 팀은 ESO 의 Very Large Telescope Survey Telescope (VST) 를 이용해서 W26 에 대한 상세한 연구를 진행했습니다. 이 관측 기기는 특수한 필터를 통해 성단에서 나오는 이온화된 수소를 관측할 수 있습니다. 이를 이용한 VST Photometric H-Alpha Survey (VPHAS) 관측 결과는 죽음의 순간에 임박한 극대거성에 대해서 새로운 사실을 밝혀냈습니다. 



(극대거성 W26 이 있는 초성단 Westerlund 1. 밝고 푸른 별들은 이 성단과 관계 없는 별이며 W26 은 성단의 좌측 위에 녹색 점.  The new VST image of the star cluster Westerlund 1. The stars in the cluster appear red due to foreground dust blocking out their blue light. The blue stars are foreground objects and are not related to the cluster. The star W26 is in the upper left of the cluster and is surrounded by a green glow. (Credit: ESO/VPHAS+ Survey/N. Wright)  )


 이 연구에 따르면 W26 은 주변의 이온화된 수소 원자로 둘러쌓인 상태입니다. 이런 이온화 수소 성운이 커지는 장면을 상세히 관측한 것은 이번이 처음이라고 합니다. W26 은 앞서 이야기 했듯이 임종이 가까워 지면서 최외곽층의 가스를 잃고 있으며 조만간 초신성 폭발을 일으킬 것으로 생각되고 있습니다.


 천문학자들은 우리 은하계에서 드문 존재인 극대거성의 마지막 장면을 생생하게 관측할 수 있기 때문에 여기에 주목하고 있습니다. W26 은 극대거성들이 마지막 단계에서 얼만큼의 질량을 잃는지에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있습니다. 이는 초신성 폭발과 감마선 버스트, 블랙홀의 탄생 등 여러 흥미로운 주제에 대한 중요한 정보를 제공할 것 입니다. 


 물론 이런 과학적인 중요성 외에도 태양 지름의 1500 배에 달하는 거대한 별이 최후를 맞이하는 것 자체가 인간이 쉽게 상상할 수 없는 거대한 자연의 경이라고 생각되지만 말이죠.


 이 연구는 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 에 실렸습니다. 


 참고  

  
Journal Reference:
  1. Nicholas J. Wright, Roger Wesson, Janet E. Drew, Geert Barentsen, Michael J. Barlow, Jeremy R. Walsh, Albert Zijlstra, Jeremy J. Drake, Jochen Eisloffel, Hywel J. Farnhill. The Ionized Nebula surrounding the Red Supergiant W26 in Westerlund 1. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2013




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