(An artist impression of a red dwarf with a white dwarf binary companion peeking out from behind. The diameters of the two stars are shown to scale. Credit: Mark A. Garlick / University of Warwick.)
태양 같은 별의 최후는 가지고 있는 중심부 핵연료를 다 소진하고 난 후 남은 잔해인 산소와 탄소가 중심으로 뭉친 백색왜성이 되는 것입니다. 태양 같은 별은 우주에 흔하기 때문에 당연히 백색왜성도 흔할 수밖에 없습니다.
천문학자들은 지금까지 수많은 백색왜성을 찾아 냈습니다. 하지만 아직도 숨은 백색왜성이 상당수 존재합니다. 워릭대학교와 콜로라도 볼더대학교의 연구팀은 지구와 가까운 쌍성계에서 백색왜성 네 개를 처음으로 직접 관측했습니다. 이 쌍성계들은 모두 지구에서 65광년 이내에 있으며, 그중 하나는 태양에서 아홉 번째로 가까운 백색왜성입니다.
가까운 거리에도 불구하고 지금까지 이 4개의 백색왜성을 발견하지 못한 이유는 더 크고 밝은 적색 왜성 동반성 있었기 때문입니다. 이번 연구의 주저자인 워릭대학교 연구원 마이리 오브라이언 박사(Dr. Mairi O'Brien, a research fellow at the University of Warwick)와 동료들은 허블 우주 망원경의 자외선 분광기에서 얻은 데이터를 사용하여 이 별들이 상당한 방사형 흔들림(radial wobble)을 보인다는 사실을 발견했습니다. 방사형 흔들림이란 별이 미묘하게 앞뒤로 흔들리는 현상으로, 질량이 큰 동반 천체가 공전하고 있음을 나타냅니다.
백색왜성은 일반적으로 자외선 관측에서 뚜렷하게 나타나지만, 적색왜성은 강렬한 플레어 현상이 백색왜성의 신호와 유사하게 나타날 수 있어 관측을 어렵게 만듭니다. 따라서 적색왜성과 동반성을 이룬 백색왜성은 관측이 어렵지만, 연구팀은 이번 관측에서 특수 보정 기법을 적용하여 네 개의 백색왜성의 존재를 확인했습니다.
이 백색왜성 - 적색왜성 쌍성계 가운데 지구에서 9번째로 가까운 백색왜성을 품은 G 203-47는 특히 수수께끼 같은 존재입니다. 왜냐하ㅣ면 적색 왜성이 100일보다 더 오랜 시간에 한 바퀴 자전하는 반면, 백색 왜성을 공전하는 주기는 14.9일로 훨씬 짧기 때문입니다. 이 정도 거리에서는 일반적으로 지구와 달처럼 조석 고정이 일어나 공전 주기와 자전 주기가 같아지는데, 이 경우에는 적색 왜성의 자전 속도가 너무 느려서 그렇게 되지 않은 것으로 보입니다.
한 가지 더 가능한 시나리오는 이 쌍성계들이 서로 다른 과정을 통해 생성된 것입니다. 어떤 쌍성계는 초기에 격렬하고 장기간의 상호작용을 겪으면서 조석력으로 고정되었고, G 203-47과 같은 쌍성계는 더 부드럽고 짧은 만남을 통해 이러한 특이한 상태에 놓이게 되었을 수 있습니다.
이번에 새로 발견된 네 개의 백색왜성 덕분에 과학자들은 65광년 이내의 백색왜성 분포를 업데이트할 수 있었습니다. 특히, 기존 모델에서는 근접 공전하는 백색왜성-적색왜성 쌍이 대략 4~5개 정도 존재할 것으로 예측했는데, 이번 연구에서 정확히 4쌍을 발견하여 이론과 일치하는 결과를 얻었습니다. 그리고 이런 점을 감안하면 앞으로 숨어 있는 백색왜성을 더 찾을 수 있을 것으로 보입니다.
적색왜성은 은하계 별 가운데 75% 정도를 차지하는 가장 흔한 별로 중요한 연구 대상입니다. 여기에 숨은 백색왜성 역시 상당한 숫자일 것입니다. 앞으로 관측을 통해 이들의 존재와 특징을 더 자세히 알아낼 수 있을 것으로 기대합니다.
참고
Direct detections of white dwarfs in four WD+dM post-common envelope binaries within 20 pc, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2026). DOI: 10.1093/mnras/stag1195
Journal information: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
https://phys.org/news/2026-07-dead-stars-cosmic-backyard-astronomers.html
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