우주 이야기 1302 - 별을 탈출하는 강력한 슈퍼 플레어

(Artist's impression of the superflare observed on one of the stars in the V1355 Orionis binary star system. The binary companion star is visible in the background on the right. Credit: NAOJ)

플레어는 별 표면의 강력한 폭발 현상으로 흑점에서 발생하는 거대한 폭발과 함께 고에너지 입자와 기체가 뿜어져 나오는 극적인 현상입니다. 이때 나오는 거대한 홍염 분출 (prominence eruption)은 지구는 물론 목성마저 삼킬수 있을 정도로 거대합니다. 그리고 너무 강력한 가스 분출이 이뤄지는 경우 태양의 중력을 이기고 물질이 우주로 분출되는 코로나 질량 방출 (Corona mass ejection, CME)이 발생할 수 있습니다.

홍염: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5753193&cid=62801&categoryId=62801

태양 폭풍 : https://terms.naver.com/entry.naver?docId=3569673&cid=58940&categoryId=58956

태양의 플레어와 CME도 매우 격렬한 현상이지만, 우주에는 태양보다 더 강력한 슈퍼플레어를 만드는 별이 존재합니다. 이들의 항성 폭발은 너무나 강력해서 지구에서도 관측이 가능합니다. 하지만 아무래도 거리가 있는 만큼 디테일한 관측은 어려웠습니다.

일본 쿄토 대학의 슌 이노우에 (Shun Inoue at Kyoto University)는 3.8m 구경의 세이메이 (Seimei) 망원경과 나사의 TESS 데이터를 이용해 지구에서 400광년 떨어진 V1355 Orionis라는 쌍성계를 관측했습니다. 동반성 가운데 하나는 매우 강력한 슈퍼 플레어를 뿜어내는 RS CVn형 변광성으로 이번 관측에서는 홍염 분출의 정확한 속도가 측정되었습니다.

연구팀에 따르면 항성 폭발시 발생하는 물질의 분출 속도는 760-1690km/s로 이 별의 탈출 속도인 350km/s를 훨씬 뛰어넘습니다. 따라서 막대한 양의 물질이 탈출하는 슈퍼 플레어가 발생하면서 CME가 대규모로 발생할 것으로 추정됩니다. 정확한 물질의 양은 9.5x10¹⁸g에서 1.4x10²¹g 정도로 폭이 넓기는 하지만, 작은 쪽으로 생각해도 95억톤 정도로 상당히 많고 최대치로 생각하면 1.4조톤으로 엄청난 수준입니다. 슈퍼 플레어라는 이름을 붙이기에 부족함이 없는 수준입니다.

개념도는 상당히 과장해서 그린 것이겠지만, 실제 모습을 망원경으로 관측하면 어떤 모습일지도 궁금합니다.

참고

https://phys.org/news/2023-04-combining-visualize-superflare.html

Shun Inoue et al, Detection of a High-velocity Prominence Eruption Leading to a CME Associated with a Superflare on the RS CVn-type Star V1355 Orionis, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acb7e8

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