우주 이야기 1458 - 베텔게우스에는 숨은 동반성이 있다?

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

참고

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

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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