(Artist's impression of an L dwarf star, a star with so little mass that it is only just above the boundary of actually being a star, caught in the act of emitting an enormous ‘super flare’ of X-rays, as detected by ESA's XMM-Newton X-ray space observatory. Astronomers spotted the enormous X-ray flare in data recorded on 5 July 2008 by the European Photon Imaging Camera (EPIC) onboard XMM-Newton. In a matter of minutes, the tiny star, known by its catalogue number J0331-27, released more than ten times more energy of even the most intense flares suffered by the Sun. The detection of this dramatic high-energy poses a fundamental problem for astronomers, who did not think it possible on stars that small. Credit: ESA)
적색왜성은 태양 질량의 40% 미만의 작은 별로 우주에서 가장 흔한 형태의 별입니다. 별의 밝기는 크기에 따라 급격히 증가하기 때문에 모든 적색왜성은 맨눈으로는 볼 수 없을 만큼 어둡습니다. 작은 별일수록 중심부의 압력가 온도가 낮아 연료를 적게 소모하기 때문인데, 덕분에 수명은 매우 깁니다.
이런 적색왜성 가운데서도 태양 질량의 8%를 간신히 넘는 J0331-27은 극도로 어둡고 차가운 L형 왜성 (L dwarf star)으로 표면 온도가 2100K에 불과합니다. 하지만 2008년 유럽 우주국의 XMM-Newton X선 관측 위성의 European Photon Imaging Camera (EPIC) 장치는 2008년 7월 5일 이 별에서 태양에서 관측된 가장 강력한 플레어보다 10배 강력한 플레어를 관측했습니다.
그런데 이 사실은 당시에는 확인되지 않았다가 이탈리아 천체물리학 연구소의 안드레아 데 루카 (Andrea De Luca of INAF—Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica in Milan, Italy)가 이끄는 연구팀이 XMM-Newton 데이터를 분석해 지난 13년간 포착한 40만개의 신호를 분석해 확인됐습니다.
아무튼 이렇게 작고 어두운 별에서 이렇게 강력한 플레어가 발생했다는 것은 과학자들에게 미스터리입니다. 표면 온도가 워낙 낮은 별이라서 강력한 자기장을 만드는데 필요한 플라스마 입자는 물론 충분한 표면 폭발력을 지닐 수 없기 때문입니다. 활발한 플레어 활동을 보이는 적색왜성들은 대부분 이것보다 큰 크기입니다.
연구팀은 13년간의 관측 데이터 (J0331-27에 대해서는 총 350만초 관측이 이뤄짐)를 분석해 그 이유의 단서를 찾았습니다. 이 별의 플레어 활동은 지속적인 것이 아니라 상당한 에너지가 모인 후 한꺼번에 폭발시키는 형태로 일어나는 것으로 보입니다. 그 결과 일반적인 플레어보다 훨씬 강력한 플레어가 포착된 것이죠. 아무튼 예상하지 못했던 결과인 점은 분명합니다.
과학자들은 계속해서 XMM Newton 데이터를 분석해 새로운 사실을 찾아내고 있습니다. 구슬이 서말이라도 꿰어야 보배라는 말처럼 아무리 데이터가 많아도 적절하게 분석되지 않으면 가치가 없습니다. 데이터 과학자의 소질이 점점 중요해지는 이유입니다.
참고
Andrea De Luca et al. EXTraS discovery of an X-ray superflare from an L dwarf, Astronomy & Astrophysics (2020). DOI: 10.1051/0004-6361/201937163
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