우주 이야기 1458 - 베텔게우스에는 숨은 동반성이 있다?

 (Graphical depiction of Betelgeuse and the Betelbuddy. Credit: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation)

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(Infographic describing how the Betelbuddy affects Betelgeuse's apparent brightness. Credit: Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation)

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오리온 자리에 있는 베텔게우스 (Betelgeuse)는 밤하늘에 가장 밝게 빛나는 별 가운데 하나입니다. 베텔게우스는 사실 태양 질량의 14-19배 정도되는 무거운 별로 현재 적색거성 단계로 크게 부풀어 오른 상태입니다. 지름도 태양의 700배 정도로 커져 있고 최근 폭발을 앞둔 거성처럼 밝기가 변하고 있습니다.

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만약 베텔게우스가 폭발을 앞둔 상태라면 지구에서 매우 가까운 거리에서 초신성 폭발을 실제 관측할 수 있기 때문에 과학지들에게 초미의 관심대상이 되고 있습니다. 하지만 베텔게우스의 밝기 변화가 폭발이 근접했다는 신호가 아니라 여러 가지 다른 이유 때문이라는 주장도 제기되고 있습니다.

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플라티론 연구소 연산 천체 물리학 센터 (Flatiron Institute's Center for Computational Astrophysics)의 자레드 골든버그 (Jared Goldberg)가 이끄는 연구팀은 관측결과를 설명할 수 있는 여러가지 가설들을 검증한 끝에 더 파격적인 가설을 내놓았습니다.

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바로 베텔게우스 주변에 관측되지 않은 동반성이 있어 공전에 따라 밝기를 변화시킨다는 것입니다. 연구팀은 여기에 베텔버디 (Betelbuddy)라는 별명을 붙였습니다. 베텔버디는 베텔게우스의 밝기 변화 중 6년 주기로 변하는 장기 밝기 변화를 일으키는 것으로 보입니다.

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사실 베텔게우스는 태양보다 부피는 4억 배, 밝기는 최대 10만 배 밝기 때문에 태양 같은 별이 주변을 돌면서 가스와 먼지를 끌고 다녀도 현재 관측 기술로 확인하기 어렵습니다. 다만 이 동반성이 중성자별은 아닐 가능성이 높은데, 그러면 X선 관측으로 확인이 가능하기 때문입니다.

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연구팀은 만약 베텔게우스에 동반성이 없다면 그것이 현재 물리학에 도전이 될 것으로 보고 있습니다. 하지만 오히려 과학자들이 더 반기는 결과는 그것일지도 모릅니다. 앞으로 베텔게우스에서 진짜 동반성을 찾아낼 수 있을지 주목됩니다.

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참고

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https://phys.org/news/2024-10-betelgeuse-bright-star-betelbuddy-stellar.html

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Jared A. Goldberg et al, A Buddy for Betelgeuse: Binarity as the Origin of the Long Secondary Period in $α$ Orionis, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.09089

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