아하! 우주

1000년 마다 7년 동안 어두워지는 변광성의 비밀 [아하! 우주]

작성 2023.01.21 18:03 ㅣ 수정 2023.01.21 18:03
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▲ 거대한 먼지 고리를 가진 백색왜성이 동반성을 가리는 모습. 사진= Anastasios Tzanidakis
천문학자들은 오래전부터 밝기가 주기적으로 변하는 별인 변광성을 관측해왔다. 별의 밝기가 변하는 데는 여러 가지 이유가 있지만, 가장 대표적인 이유는 동반성에 의한 빛 가림 현상(식현상)이다.

우주에는 두 개의 별이 서로 공전하는 쌍성계가 흔하다. 만약 이 두 별이 지구에서 봤을 때 서로 주기적으로 앞을 가리면 그 시점에는 밝기가 감소했다가 다시 밝아진다. 이 경우 어두워지는 기간은 수 시간에서 며칠 정도로 짧다.

그런데 미국 워싱턴 대학 과학자들은 어두워지는 기간이 무려 7년에 달하는 특이한 별을 발견했다. 'Gaia17bpp'는 유럽우주국의 가이아 관측 위성이 포착한 별로 어두워지는 기간이 7년에 달한다. 가이아는 은하계에 있는 별의 밝기 변화와 위치, 속도 등을 측정하는 우주 관측 위성으로 수많은 변광성을 관측했으나 Gaia17bpp는 매우 예외적인 밝기 변화를 보였다.

연구팀은 정확한 밝기 변화와 주기를 알아내기 위해 가이아 관측 데이터와 이전에 같은 위치를 관측한 다른 관측 장치의 데이터를 함께 분석해 정확한 주기와 밝기 변화를 확인했다. 연구 결과 Gaia17bpp는 2012년부터 2019년 사이 7년 간 어두워졌는데, 가장 어두울 때는 광도가 4.5 등급이나 감소했다. 이는 본래 밝기의 4만5000배 어두워진 것이다. 더구나 밝기 변화도 2년 반에 걸쳐 일어났다.

연구팀은 이런 이상한 밝기 변화를 설명할 수 있는 가장 유력한 가설로 큰 먼지 고리를 지닌 백색 왜성을 들었다. 훨씬 큰 동반성이 먼저 최후를 맞이한 후 중심부에 무겁고 어두운 백색 왜성과 별과 행성의 잔해로 이뤄진 고리를 남긴 것이다. 이 동반성은 1000년이 넘는 긴 주기로 Gaia17bpp의 주위를 공전한다. 과학자들은 가이아 덕분에 천 년에 한 번 있는 기회를 포착한 것이다.


가이아 관측 데이터는 이미 수많은 과학적 성과를 이룩했다. 하지만 수십억 개의 별에 대한 방대한 데이터에는 아직도 우리가 모르는 우주의 비밀이 담겨 있다. 앞으로도 가이아 데이터를 이용한 과학적 성과들이 쏟아질 것으로 기대된다.
 


고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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