(Observations from ALMA reveal vast hotspots emerging on Betelgeuse's surface. Credit: Bill Dent et al.)
밤하늘에서 10번째로 밝은 별인 베텔게우스는 죽음이 임박한 적색 초거성으로 2020년 밝기가 급격히 감소하면서 초신성 폭발이 임박한 상황이 아니냐는 해석이 나왔습니다. 하지만 이후 밝기가 회복됐고 사실은 작은 동반성에 의한 밝기 변화였다는 사실이 뒤늦게 밝혀졌습니다.
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과학자들은 말기 단계의 초거성의 진화와 초신성 폭발 직전 과정을 연구하기 위해 지구애서 640광년으로 비슷한 별 가운데서 가장 가까운 베텔게우스를 집중 관측하고 있습니다.
맨체스터 대학교의 빌 덴트 교수(Bill Dent at the University of Manchester) 연구팀은 칠레의 아타카마 대형 밀리미터 배열(ALMA)를 이용해 최근 베텔게우스를 자세히 관측했습니다. 연구팀은 베텔게우스의 내부 대기가 점점 더 불균일하고 비대칭적으로 변하고 있음을 발견했는데, 이는 훨씬 작은 동반성과 관련이 있는 것으로 보입니다.
베텔게우스 자체는 태양보다 10만 배 밝은 별이지만, 강력한 항성풍으로 주변으로 많은 물질을 배출하고 있기 때문에 표면과 그 주변을 관측하기가 쉽지 않습니다.
ALMA의 밀리미터와 서브밀리미터 관측 능력은 이럴 때 매우 유용합니다. 연구팀은 ALMA의 0.6~1.4mm 범위 파장을 이용해 베텔게우스의 확장된 대기 상층부를 자세히 관측했습니다. 연구팀에 의하면 7밀리초각만큼 작은 해상도로 이온화된 가스와 분자 가스를 촬영할 수 있었는데, 이는 달 표면에서 13미터 크기의 특징을 구분할 수 있는 것과 같습니다.
과학자들은 2015년에도 ALMA로 베텔게우스를 관측했기 때문에 그동안의 변화를 연구해 베텔게우스의 변화를 확인할 수 있었습니다. 이전 연구에서 예측했던 대로, 관측 결과는 2015년 이후 베텔게우스의 내부 대기가 더욱 불규칙해지고 비대칭적으로 변했으며, 일부 고온 지점은 주변보다 약 800도 더 높은 것으로 나타났습니다.
ALMA는 또한 별 표면에서 봉우리와 골짜기를 발견했는데, 이는 태양보다 훨씬 큰 거대한 대류 세포가 존재함을 시사합니다. 태양과 같은 별들은 이러한 대류 세포로 덮여 있는데, 거대한 베텔게우스 대기에는 엄청난 규모의 대류 세포가 존재하고 있습니다. 그리고 전체 모습은 사진에서 볼 수 있듯이 불균일하게 퍼져 있어 상당히 불안정한 상태임을 알 수 있습니다. 마치 여러 개의 풍선이 서로 묶여 있는 것 같은 상황입니다.
연구팀은 베텔게우스의 고온 지점이 특정 방향을 따라 우선적으로 정렬되는 경향이 있다는 것도 확인했습니다. 이는 동반성의 영향으로 풀이됩니다. 과학자들은 베텔게우스를 시간을 두고 관찰하면서 적색 초거성이 마지막 단계에서 어떻게 불안정해지고 결국 가스를 잃어가는지, 그리고 그 과정에서 동반성의 영향은 어떻게 작용하는지 알아내고 있습니다.
베텔게우스에 대한 연구는 앞으로도 계속될 것입니다. 과연 우리 시대에 이 별이 폭발해서 인류가 초신성 폭발을 직관하게 될 수 있을지 궁금합니다.
참고
W.R.F. Dent et al, ALMA high-resolution observations of Betelgeuse: Persistent structure spanning the inner atmosphere, Astronomy & Astrophysics (2026). DOI: 10.1051/0004-6361/202660964 On arXiv DOI: 10.48550/arxiv.2608.19339
https://phys.org/news/2026-09-betelgeuse-atmosphere-spotty-asymmetric-nearby.html
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