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우주 이야기 1651 - 다시 확인한 베텔게우스의 동반성


 (유럽남천문대(ESO)의 초거대 망원경(VLT)을 이용해 천문학자들이 베텔게우스를 공전하는 별, 즉 베텔게우스 B로 추정되는 별의 가장 선명한 이미지를 얻었습니다. 베텔게우스는 오리온자리에 있는 적색 초거성입니다. 베텔게우스는 주기적으로 밝기가 변하는데, 수십 년 동안 천문학자들은 이러한 밝기 변화의 일부가 베텔게우스 주위를 공전하는 동반성 때문일 수 있다고 추측해 왔습니다. 이 이미지의 가운데 삽입된 부분은 2019년 1월 ESO VLT의 SPHERE 장비로 촬영한 베텔게우스 자체의 모습입니다. 왼쪽 삽입된 이미지는 2024년 12월에 촬영한 것으로, 당시 지구에서 관측했을 때 동반성이 베텔게우스와 가장 멀리 떨어져 있을 것으로 예측되었습니다. 이 삽입된 이미지에서는 베텔게우스가 제거되어 베텔게우스 B로 추정되는 천체(십자선으로 표시)가 나타납니다. 이미지 출처: ESO/M. Montargès 외. 배경 이미지: N. Rissinger (skysurvey.org))

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밤하늘의 밝은 별 가운데 하나인 베텔게우스는 사실 수명이 다해가는 적색 초거성입니다. 나이는 1000만 년 이내 (대략 800만년) 정도에 불과하지만, 질량이 태양의 18-21배 수준이라서 이미 중심부 수소 핵연료가 고갈되고 더 무거운 원소들을 태우면서 더 뜨거워져 부풀어 올랐습니다. 앞서 태양이 왜 갈수록 뜨거워지는가에서 설명한 것처럼 별은 시간이 지나면서 더 무거운 원소를 태우고 점점 더 많은 에너지를 생산해 뜨거워집니다. 그러면서 점점 더 부풀어 오르게 됩니다.

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마지막 순간 많이 부풀어 오른 별은 불안정해지면서 크기가 수축했다 팽창하게 됩니다. 베텔게우스도 400일 주기로 밝기가 변하는 데 이는 죽을 날이 얼마 남지 않았다는 뜻입니다. 그런데 과학자들은 2200일 주기의 장주기 변화를 추가로 관측해 장주기 2차 주기(LSP, Long Secondary Period)라고 명명했습니다. 그 이유는 나중에 동반성과 주변을 공전하는 가스에 의한 것으로 밝혀집니다. 앞서 소개드린 것처럼 과학자들은 제미니 노스 망원경을 통해 동반성의 존재를 확인했습니다.

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이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/223945078299

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최근 미구엘 몽타르제스(Miguel Montargès)와 동료들은 유럽남천문대(ESO)의 초거대 망원경(VLT)을 이용해 베텔게우스를 공전하는 동반성 베텔게우스 B의 가장 선명한 이미지를 얻었습니다. 이는 VLT의 SPHERE-ZIMPOL 장치를 이용한 적응광학 + Angular + Spectral Differential Imaging(ASDI) 기법을 결합한 결과로 현존하는 망원경의 성능을 극한까지 끌어올린 것으로 볼 수 있습니다.

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이번 연구는 앞서 제미니 노스 망원경의 관측 결과를 다시 한 번 확인한 것으로 동반성의 질량을 태양의 2.6배에서 3.1배, 공전 주기는 지구 태양 거리 (AU)의 8.8배 정도로 특정했습니다. 더 나아가 궤도 주기도 5.8년에서 6년 사이로 LSP의 주기와 거의 일치해 실제 밝기 변화가 동반성에 의한 것이라는 점을 확인시켜 줍니다.

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우주에는 동반성을 지닌 별들이 많고 이는 큰 질량을 지닌 별도 예외가 아닙니다. 따라서 적색 초거성 가운데 LSP를 보이는 경우 대개 관측하기 힘든 동반성을 지니고 있는 경우로 해석할 수 있을 것입니다. 이번 연구는 이를 확인한 후속 연구로 가치가 있습니다. 과학자들은 전체 적색 초거성 가운데 상당수 (25-30%)에서 LSP가 나타난다고 보고 있습니다.

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만약 베텔게우스가 우리 생애 안에 폭발한다면 이 동반성이 초신성 폭발에서 살아 남을 수 있는지 실시간으로 확인하는 계기도 될 것으로 보입니다. 다만 초신성 폭발 전에 점점 커지는 베텔게우스에 흡수될 가능성도 있어 미래는 아직 불확실합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2026-07-astronomers-strongest-evidence-betelgeuse-companion.html

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VLT/SPHERE images the candidate companion of Betelgeuse, Astronomy & Astrophysics (2026). www.eso.org/public/archives/re … eso2611/eso2611a.pdf

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