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우주 이야기 1534 - 베텔게우스의 숨은 동반성 포착

 


(Using the 'Alopeke instrument on the Gemini North telescope, one half of the International Gemini Observatory, operated by NSF NOIRLab, astronomers have discovered a companion star in an incredibly tight orbit around Betelgeuse. This discovery answers the millennia-old question of why this famous star experiences a roughly six-year-long periodic change in its brightness, and provides insight into the physical mechanisms behind other variable red supergiants. The companion star appears blue here because, based on the team's analysis, it is likely an A- or B-type star, both of which are blue-white due to their high temperatures. Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA. Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab))

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(Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA. Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab))

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(Credit: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA. Processing: M. Zamani (NSF NOIRLab))

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밤하늘의 밝은 별 가운데 하나인 베텔게우스는 사실 지구에서 500-600광년 정도 떨어져 있습니다. 하지만 태양의 700배 정도로 지름이 너무 부풀어 오른 상태이기 때문에 밝기가 태양의 6-8만 배에 달합니다. 베텔우스가 천문학자들은 물론 대중의 관심을 집중시킨 이유는 이 별의 최후가 임박한 상태이기 때문입니다.

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베텔게우스의 나이는 1000만년 수준에 불과하지만, 태양의 14-19배 정도 되는 질량으로 인해 적색 초거성으로 빠르게 최후에 도달했고 가까운 미래에 초신성 폭발을 일으킬 것으로 생각됩니다. 베텔게우스는 지구에서 가장 가까운 적색 초거성이기 때문에 관측이 집중되고 있습니다.

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베텔게우스는 최후에 다가섰다는 징후를 여럿 보이고 있습니다. 예를 들어 별이 매우 불안정한 상태로 400일 정도 주기로 밝기가 변하는데, 2019년에서 2020년 사이에는 Great Dimming이라고 부를 정도로 밝기가 크게 줄어 폭발 직전이라는 에측도 나왔습니다.

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하지만 결국 베텔게우스는 다시 밝기를 회복했습니다. 이때 밝기가 어두워진 것은 폭발 직전의 붕괴 때문이 아니라 그동안 별에서 뿜어져 나온 가스와 먼지가 가려서라는 사실 역시 밝혀졌습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222401962987

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일부 과학자들은 이런 현상이 아직 포착하지 못한 베텔게우스의 동반성 때문일지도 모른다고 생각했지만, 당시에는 이를 발견하지 못했습니다. 베텔게우스의 밝기를 생각하면 태양 정도 되는 동반성이 있어도 분리해서 관측하기 어렵기 때문입니다. 허블 우주 망원경과 찬드라 X선 관측 위성도 동반성을 찾아내진 못했습니다. 하지만 여전히 이론적으로 동반성의 존재가 의심되었습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/223632711208

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나사 에임즈 연구 센터의 스티브 호웰 (Steve Howell, a senior research scientist at NASA Ames Research Center)이 이끄는 연구팀은 화와이에 설치된 8.1m 구경 제미니 노스 망원경 (Gemini North telescope)의 최첨단 이미지 보정 기술을 이용해 베텔게우스의 숨겨진 동반성을 찾아내는데 성공했습니다. 이론적으로 예측된 일이 실제 관측을 통해 확인된 것입니다.

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(제니미 노스 망원)

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하와이 원주민 언어로 여우를 뜻하는 알로페케 ('Alopeke)는 태양의 1.5배 되는 질량을 지닌 뜨겁고 밝은 젊은 별입니다. 다만 베텔게우스와의 거리가 지구 태양 거리의 4배 정도에 불과해 미래가 밝진 않습니다. 베텔게우스의 외부 대기에 진입한 상태로 점점 에너지를 잃고 안으로 들어갈 가능성이 높기 때문입니다. 물론 그전에 초신성 폭발이 일어나도 미래가 불안하기는 마찬가지입니다.

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연구팀은 현재 베텔게우스의 밝기 변화와 알로페케의 공전 궤도를 생각할 때 2027년이 최적의 관측 시점이 될 것으로 보고 있습니다. 숨겨진 동반성의 더 구체적인 비밀이 드러날 수 있을지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-07-hidden-neighbor-astronomers-companion-star.html#google_vignette

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Probable Direct Imaging Discovery of the Stellar Companion to Betelgeuse, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adeaaf

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