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초신성 폭발 임박설 '베텔게우스 미스터리' 허블망원경이 풀어

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별에서 나온 가스가 먼지구름 돼 별빛 급감…"별빛 감소 또 시작돼"

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먼지구름에 가려진 베텔게우스 상상도
[ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser 제공/ 재판매 및 DB 금지]



(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 초신성 폭발 임박설로 관심을 모았던 오리온자리에서 가장 밝게 빛나는 α별 '베텔게우스'의 광도가 급격히 떨어졌던 것은 별에서 나온 뜨거운 가스가 식으면서 먼지구름이 돼 빛을 가렸기 때문이라는 분석이 나왔다.

하버드-스미스소니언 천체물리학센터(CfA) 선임 천체물리학자 안드레아 듀프리 박사가 이끄는 연구팀은 허블 우주망원경 관측을 통해 베텔게우스의 밝기가 급감한 원인을 규명한 연구 결과를 국제 학술지 '천체물리학저널'(The Astrophysical Journal)에 발표했다.

CfA와 허블망원경을 운영하는 '우주망원경과학연구소'(STScI) 등에 따르면 허블 망원경은 지난해 10~11월에 베텔게우스 대기 끝에서 시속 32만㎞로 고밀도의 뜨거운 물질을 내뿜는 것을 관측했다.

이후 12월에 지상 망원경을 통해 베텔게우스 남반구의 빛이 급격히 줄어드는 것이 관측되기 시작했으며 이듬해 2월에는 평소의 3분의 2까지 줄어들어 초신성 폭발이 임박했을 수 있다는 주장이 제기됐다.

지구에서 약 725광년 떨어진 곳에 있는 적색 초거성으로 항성 진화의 마지막 단계에 있는 베텔게우스는 420일 주기로 수축과 팽창을 반복하며 별빛이 변화해 왔지만 작년 말부터 올해 초 사이에 나타난 별빛 감소는 이를 훨씬 넘어서는 것이었다.

당시 별빛은 1830년대에 영국 천문학자 존 허셸이 처음 관측한 이후 가장 낮은 것으로 기록돼 원인을 둘러싸고 초신성 폭발 임박 이외에도 흑점 영향설 등 다양한 가능성이 제기돼왔다.

듀프리 박사 연구팀은 이전부터 허블 망원경으로 베텔게우스 표면에서 뜨거운 '대류환'(convection cell)을 관측해 왔으며 지난해 가을 베텔게우스의 바깥 대기에서 엄청난 양의 뜨거운 고밀도 가스가 방출되는 것을 관측한 것에서 실마리를 찾았다.

연구팀은 이 플라스마 가스가 별에서 수백만 킬로미터 떨어진 곳에서 식어 먼지구름을 형성함으로서 별의 남쪽부분 빛을 가리게 된 것으로 분석했다.

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고온 가스가 베텔케우스 별빛을 가리는 과정
[NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI) 제공/ 재판매 및 DB 금지]



CfA 부센터장이기도 한 듀프리 박사는 "별의 남반구 쪽에서 나온 방출 물질은 베텔게우스 평소 광도보다 2~4배 정도 밝았지만 약 한 달 뒤에는 별빛이 줄어들면서 남반구 쪽이 현저히 어두워졌다"면서 "허블에 포착된 방출 물질이 검은 구름을 형성했을 것으로 생각하고 있으며, 허블만이 별빛 감소의 증거를 제시해줄 수 있다"고 했다.

연구팀은 이번 관측을 통해 뜨거운 고밀도 가스가 별의 회전축에서 방출된다는 항성 모델의 예측과 달리 어디서든 배출될 수 있다는 것을 확인했다고 밝혔다.

이와 함께 베텔게우스가 태양의 약 3천만배 속도로 질량을 잃어왔는데 최근 광도 급감 때는 남반구에서만 평소 잃는 질량의 두 배가량을 방출했다고 밝혔다.

베텔게우스는 현재 정상 광도를 회복했지만 지난 6~8월 초 사이에 미국 항공우주국(NASA)의 태양 탐사 위성 '스테레오'(STEREO)가 다른 별과의 상대 광도를 측정한 결과 다시 어두워지기 시작한 것으로 나타났다.

베텔게우스가 지난 2월 광도 최저점을 찍은 점을 고려할 때 광도 감소가 1년 이상 일찍 시작된 것이라고 연구팀은 밝혔다.

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유럽남방천문대 SPHERE 카메라로 포착한 베텔게우스의 비대칭적 광도 변화
[ ESO/M. Montarges et al. 제공/ 재판매 및 DB 금지] [2020.06.29 송고]



듀프리 박사는 "별이 폭발하기 직전에 어떻게 행동하는지는 누구도 알지 못한다"면서 "일각에서 베텔게우스가 초신성이 될 준비가 됐다는 불길한 예측이 나오기도 하지만 우리가 살아있는 동안에는 폭발하지 않을 가능성이 더 크다. 그러나 누가 장담할 수 있겠냐"고 했다.

eomns@yna.co.kr



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