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우주 이야기 202 - 과속으로 돌진하는 별




 국제 천문학자팀이 놀라운 속도로 이동하는 새로운 타입의 별을 발견해 이를 워싱턴 D.C. 에서 열린 미국 천문학회 연례 학회에서 보고 했습니다. 주저자인 밴더필트 대학의 로렌 팔라디노 (Lauren Palladino, Vanderbilt University graduate student) 와 동료들은 새로 발견한 고속 별이 이전에 발견된 것과는 매우 다르다고 언급했습니다. 


 천문학자들은 별의 위치가 항상 고정되어 있는 것이 아나리 조금씩 이동하고 있다는 사실을 아주 오래전 발견했습니다. 고유 운동 (proper motion) 이라고 불리는 이 현상은 별의 실제 이동 속도와 더불어 지구에서의 거리에 의해 다르게 관측됩니다.


 아무튼 우리 태양을 포함해서 은하계의 모든 별들은 각자 고유의 방향으로 움직이고 있습니다. 그 중에서도 특별히 아주 빠른 별 (hypervelocity stars : HVSs) 들이 있는데 보통의 별이 100 km/s 정도 속도로 움직인다면 HVSs 들은 1000 km/s 라는 아주 빠른 속도로 움직여 일부는 은하계의 중력을 이기고 은하 밖으로 탈출이 가능한 속도라고 합니다.


 이와 같은 HVSs 들의 기원을 설명하는 이론으로 은하 중심의 거대 블랙홀에 의해 가속되거나 혹은 동반성이 집어 삼켜진 경우 튕겨나가면서 빨라진다는 이론이 있습니다. 이 경우 별들이 아주 빠른 속도로 은하 중심에서 튕겨 나갈 수 있는 것이죠. 지금까지 발견된 HVSs 들은 대부분 태양 질량의 수배 이상 되는 것들이지만 태양 질량의 400 만배가 넘는 은하 중심 블랙홀에 비하면 어차피 매우 가벼운 물체에 불과합니다. 


 그런데 이번에 발견된 HVSs 들은 질량이 태양 정도로 매우 가벼운 축에 속하며 더 놀랍게도 은하 중심에서 날아오는 것들이 아니었습니다. 이것은 이 과속별들의 기원이 위의 이론으로는 설명할 수 없다는 것을 의미합니다. 이들은 은하 중심이 아니라 어디선가 다른 곳에서 날라왔다는 것을 의미합니다. 



(새로 발견된 HVSs 들의 이동방향을 표시한 그림.  Top and side views of the Milky Way galaxy show the location of four of the new class of hypervelocity stars. These are sun-like stars that are moving at speeds of more than a million miles per hour relative to the galaxy: fast enough to escape its gravitational grasp. The general directions from which the stars have come are shown by the colored bands. (Credit: Graphic design by Julie Turner, Vanderbilt University. The top view of the galaxy comes from the National Aeronautics and Space Administration and the side view comes from the European Southern Observatory.)) 


 이 과속 별들은 은하 중심이 아니라 헤일로 근방 어디선가 생겨난 것 같은 방향으로 고속으로 이동중에 있습니다. 이별들이 진짜 고속으로 움직이는지 면밀하게 관측한 천문학자들은 실제 이들이 우리 은하를 기준으로 시속 100 만 마일 이상의 속도로 움직이고 있다는 결론에 도달했습니다. 다만 그 원인에 대해서는 아직 전혀 짐작할 수 없는 상태입니다. 


 혹시 다른 은하 중심 블랙홀에서 가속된 이후 그 은하에서 탈출한 별들 일까요 ? 실제로 매우 드물기는 하지만 은하에서 추방되는 별들도 존재한다는 보고들이 있습니다. 그게 아니면 우리가 알지 못하는 메카니즘으로 인해 속도가 빨라진 것일까요. 아직 여기에 대해서 결론을 내리기는 어렵지만 아무튼 흥미로운 이야기입니다. 


 참고 


Journal Reference:

  1. Lauren E. Palladino, Katharine J. Schlesinger, Kelly Holley-Bockelmann, Carlos Allende Prieto, Timothy C. Beers, Young Sun Lee, Donald P. Schneider. HYPERVELOCITY STAR CANDIDATES IN THE SEGUE G AND K DWARF SAMPLE.The Astrophysical Journal, 2014; 780 (1): 7 DOI:10.1088/0004-637X/780/1/7



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