우주 이야기 678 - 역대 가장 작은 별이 발견되다.

(Credit: Amanda Smith)

 케임브리지 대학의 연구팀이 이끄는 국제 과학자팀이 지금까지 발견된 별 가운데 가장 크기가 작은 별을 발견했습니다. 그 크기는 목성보다 작고 토성보다 약간 큰 정도로 만약 이보다 좀 더 작으면 수소 핵융합이 불가능한 수준의 크기로 생각됩니다. 

 EBLM J0555-57Ab라고 명명된 이 별은 지구에서 600광년 떨어진 쌍성계의 일부로 처음에는 큰 동반성 주변을 돌고 있는 행성으로 생각되었습니다. 그러나 CORALIE spectrograph를 통해서 이를 분석한 과학자들은 실제로는 이것이 행성이 아닌 항성 질량을 가진 천체라는 사실을 발견했습니다. 크기를 고려하면 밀도가 상당히 큰 편인데, 이런 작고 조밀한 별이 있을 수 있다는 것은 그 자체로 놀라운 일이라고 하겠습니다. 

 태양 질량의 8-40% 사이의 별은 적색왜성이라고 불리는 작고 어두운 별입니다. 이들은 핵융합 반응 속도가 매우 낮아서 표면이 극히 어두운 대신 상당히 수명이 긴 특징이 있습니다. 이 중에서도 태양 질량의 20%가 채 안 되는 매우 작은 별은 핵융합 반응 자체가 매우 조금씩 일어나다보니 본래 크기가 작은 편입니다. 

 별의 부피를 결정하는 요소는 여러 가지지만, 가장 중요한 요소는 자체적인 중력으로 뭉치는 힘과 핵융합 반응으로 발생하는 열에 의한 팽창 에너지의 균형입니다. 따라서 핵융합 반응이 약하게 일어나는 적색왜성 가운데는 정말 크기가 작은 것들이 많지만, 그래도 이렇게 작은 경우는 흔히 않습니다. EBLM J0555-57Ab는 별의 부피가 어디까지 작아질 수 있는지를 보여주는 사례입니다. 

 참고로 거대 가스 행성의 경우 질량은 이보다 훨씬 작지만, 대신 중력이 약해 밀도가 낮아져 수소와 헬륨의 상당 부분이 기체 상태로 존재하므로 질량 대비 부피가 커질 수 있습니다. 

 아무튼 이번 관측 결과는 우주에 우리가 상상하기 힘든 독특한 천체들이 많다는 것을 다시 한 번 보여주는 사례입니다. 

 참고 

More information: Alexander von Boetticher et al. 'A Saturn-size low-mass star at the hydrogen-burning limit.' Astronomy & Astrophysics (2017). arXiv: arxiv.org/abs/1706.08781

 https://phys.org/news/2017-07-smallest-ever-star-astronomers.html#jCp