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우주 이야기 731 - 표면에 거대한 거품 구조를 지닌 적색거성



(Astronomers using ESO's Very Large Telescope have directly observed granulation patterns on the surface of a star outside the Solar System -- the ageing red giant π1 Gruis. This remarkable new image from the PIONIER instrument reveals the convective cells that make up the surface of this huge star. Each cell covers more than a quarter of the star's diameter and measures about 120 million kilometres across. Credit: ESO)


 지구에서 530광년 떨어진 적색 거성인 π1 Gruis는 태양 질량의 1.5배 정도 되는 별이지만, 크게 부풀어올라 지름은 350배나 더 크고 밝기 역시 수천 배 이상으로 밝습니다. 과학자들은 이런 적색 거성의 표면이 불규칙한 분포를 보이고 있다는 사실을 알고 있었지만, 정확한 구조는 거리 때문에 사실 파악하기 힘들었습니다. 


 유럽 남방 천문대 (ESO)의 VLT에 설치된 Precision Integrated-Optice Near-infrared Imaging ExpeRiment (PIONIER)는 적외선 영역에서 별의 표면 구조를 정밀하게 측정하는 장치로 π1 Gruis 표면 구조를 매우 상세하게 밝혀냈습니다. 


 이에 따르면 이 적색 거성의 표면에는 무려 1억2천만km에 달하는 거대한 대류 세포 (convection cell 혹은 granule)이 존재합니다. 쌀알무늬라고도 부르는 항성 표면의 대류 세포는 태양 표면에서도 볼 수 있으나 보통 그 크기가 1500km로 작은 편이라 태양 표면에는 200백만 개의 쌀알무늬가 존재하는 반면 적색 거성 표면에는 몇 개 안되는 대류 세포가 발달해 표면을 불규칙하게 만들고 있습니다. 적색 거성 자체의 밀도가 낮다는 점을 고려하면 거대한 거품 구조라고 불러도 될 것입니다. 




(동영상) 


 적색 거성의 표면 구조는 주계열성 단계에 있는 태양과는 많이 다릅니다. 크기가 커지고 밀도나 낮아진 만큼 내부의 에너지가 표면으로 전달 되는 과정 역시 달라질 수 밖에 없는 것입니다. 더 나아가 이런 구조 자체가 결국 항성풍의 형태로 많은 물질을 잃게 만들어 별의 마지막을 재촉하게 됩니다. 


 π1 Gruis를 연구하는 것은 태양의 미래를 연구하는 것과 마찬가지입니다. 앞으로 태양도 먼 미래에 이렇게 변화를 거치면서 영원할 것 같았던 빛을 잃어가게 될 것입니다. 우리 중 누구도 그 시점까지 기다릴 수 없지만, 대신 나이든 적색 거성을 관측하므로써 그 사실을 알 수 있습니다. 


 참고 


Large granulation cells on the surface of the giant star π1 Gruis, Nature (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/nature25001 



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