우주 이야기 1273 - 공전 주기가 20.5 시간인 초저온 왜성 쌍성계

(Astrophysicists used the telescopes at the V. M. Keck Observatory in Hawaii to watch two extremely close stars revolve around each other in real time. Credit: V.M. Keck Observatory)

우주에는 태양처럼 혼자 있는 별보다 사실 두 별이 질량 중심을 공전하는 쌍성계가 매우 흔합니다. 태양보다 작고 어두운 적색왜성 역시 예외가 아닌데, 이중에는 표면 온도가 2700K 이하로 사실상 적외선 영역에서 에너지의 대부분을 방출해 눈에 잘 띄지 않는 초저온 왜성 (ultracool dwarf)도 존재합니다. 물론 2700K는 대부분의 금속이 녹거나 증발할 수 있는 고온이지만, 별에 한정해 이야기하면 그렇다는 것입니다.

노스웨스턴 대학과 UC 샌디에고 캠퍼스의 과학자들은 최근 역대급으로 붙어 있어 하나의 별로 오해했던 초저온 왜성 쌍성계를 발견했습니다. LP 413-53AB는 처음에는 하나의 초저온 왜성으로 생각되었으나 이를 W.M. 켁 망원경으로 관측한 노스웨스턴 대학의 친-춘 추 (Chih-Chun “Dino” Hsu, a postdoctoral researcher in physics and astronomy at Northwestern’s Weinberg College of Arts and Sciences)는 밝기가 규칙적으로 변한다는 사실을 확인하고 새로운 알고리즘으로 이를 분석했습니다.

분석 결과 LP 413-53AB는 사실 두 개의 초저온 왜성이 목성과 위성 칼리스토 거리보다 가깝고 지구 - 달 거리의 2.5배에 불과한 100만km 거리에서 서로를 공전하고 있었습니다. 하지만 이 거리에서 목성보다 훨씬 큰 적색왜성이 서로 충돌하지 않으려면 빨리 도는 수밖에 없습니다. 따라서 공전 주기는 20.5시간에 불과합니다. 역대 최단주기 쌍성계 중에 하나이고 초저온 왜성 쌍성계 중 가장 짧습니다. 더구나 이 쌍성계의 나이는 수십 억년으로 아주 오랬동안 이 위치에서 안정적으로 공전한 것으로 보입니다. 어떻게 이런 일이 가능한지는 아직 모릅니다.

연구팀은 새로 개발한 알고리즘이 이런 형태의 드문 초저온 왜성 쌍성계를 찾는데 도움을 줄 것으로 보고 있습니다. 앞으로 이 기록을 깰 새로운 쌍성계가 나올지 궁금합니다.

참고

https://newatlas.com/space/dwarf-star-system-breaks-record-tightest-ultracool/

https://news.northwestern.edu/stories/2023/01/ultracool-dwarf-binary-stars-break-records/

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