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국내 연구진, 가장 먼 '왜소신성' 발견

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국내 연구진, 가장 먼 '왜소신성' 발견

2019.08.20 11:43
왜소신성이 탄생하는 과정의 상상도다. 먼저 ′죽은′ 별이 작고 어두운 백색왜성이 돼 상대 별의 물질을 빨아들이고, 이 물질로 빛을 내며 급격히 밝아진다. NASA 제공
왜소신성이 탄생하는 과정의 상상도다. 먼저 '죽은' 별이 작고 어두운 백색왜성이 돼 상대 별의 물질을 빨아들이고, 이 물질로 빛을 내며 급격히 밝아진다. NASA 제공

우주에 존재하는 별은 태양처럼 홀로 존재하는 외톨이별보다는, 두 사람이 손을 맞잡고 돌 듯 둘 이상의 별이 서로를 중심으로 도는 ‘쌍성’이 더 많다. 전체 별의 절반 이상이 이런 쌍성으로 추정된다. 쌍성 가운데 작은 별은 먼저 ‘죽으며’ 보다 작고 어두운 별(백색왜성)이 되고, 이 별이 젊은 상대 별로부터 물질을 빨아들여 빛을 내 갑자기 극도로 밝아지는 현상을 보인다. 지구에서는 갑자기 밝은 별이 태어난 것으로 보여 ‘신성(nova)’라고 부른다. 별의 밝기에 따라 가장 밝은 별을 초신성, 중간 밝기의 별을 신성, 낮은 밝기의 별을 ‘왜소신성’이라고 부른다. 이 가운데 가장 작은 왜소신성은 상대적으로 어두워 관측이 어려운데, 국내 연구팀이 지금까지 발견된 가장 먼 왜소신성을 관측으로 확인하는 데 성공했다. 


한국천문연구원은 김상철 은하진화그룹 선임연구원과 이영대 연구원은 이제까지 발견된 가장 먼 왜소신성을 우리 은하 주변에서 발견했다고 20일 밝혔다.


이제까지 왜소신성은 지구에서 빛의 속도로 3000년 가야 하는 거리(3000광년)에서만 발견할 수 있었다. 나선 팔을 지닌 원반 모양인 우리은하를 위에서 봤을 때 지름이 약 10만 광년이므로, 우리은하 길이의 약 6% 정도 되는 공간의 왜소신성만 관측할 수 있었던 것이다. 


김 선임연구원팀은 한국천문연구원의 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 이용해 먼 거리의 초신성을 관측하는 과정에서 지구에서 약 2만 4000광년 떨어진 왜소신성 ‘KSP-OT-201611a’를 발견했다. KMTNet은 천문연과 캐나다 토론토대 연구팀이 주도하는 관측 망원경으로 칠레와 호주, 남아프리카공화국에 설치한 1.6m 망원경으로 초신성과 외계행성 등을 24시간 탐사하고 있다.


연구팀이 새로 발견한 왜소신성은 지금까지 발견했던 가장 먼 외계신성보다 8배 먼 거리에 위치한다. 우리 은하 평면에 위치하지 않고 위로 약 5500광년 떨어진 공간에 위치하고 있다. 별이 집중적으로 모여 있는 우리은하 평면을 포함해, 주변에 별이 희박하게 공 모양으로 퍼져 존재하는 넓은 구조를 ‘헤일로’라고 부른다. 이번 왜소신성은 헤일로에 위치한다.

 

한국천문연구원이 공개한 왜소신성 KSP-OT-201611a의 관측영상이다. 갑자기 확 밝아졌다 다시 어두워지는 모습이 찍혔다. 이 별이 급격히 밝아졌다 다시 급격히 어두워지는 데 걸린 시간은 50일이 채 안 됐다. 한국천문연구원 제공
한국천문연구원이 공개한 왜소신성 KSP-OT-201611a의 관측영상이다. 갑자기 확 밝아졌다 다시 어두워지는 모습이 찍혔다. 이 별이 급격히 밝아졌다 다시 급격히 어두워지는 데 걸린 시간은 50일이 채 안 됐다. 한국천문연구원 제공

왜소신성이 은하 내부에 존재할 경우에는 태양 정도의 별이 작고 어두운 별인 백색왜성과 짝을 이룬 경우가 많았다. 연구팀은 헤일로에 위치한 왜소신성의 경우 별 내부에 무거운 원소인 금속 함량이 적고 나이가 많은 별이 백색왜성과 짝을 이룰 가능성이 높다고 보고 있다. 연구팀은 헤일로 지역에서 추가로 왜소신성을 발견해 이 이론을 검증할 계획이다. 


이 연구원은 “24시간 연속 관측이 가능한 KMTNet 덕분에 좋은 성과를 얻었다”며 “관측이 쉽지 않은 우리은하 헤일로를 관측할 새로운 도구로 활용할 수 있다”고 연구 의의를 설명했다. 이번 연구 결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학저널’ 1일자에 발표됐다.

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