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겨울철 밝은 별 베텔게우스가 한때 빛 잃은 이유, 먼지구름 때문이었다

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겨울철 밝은 별 베텔게우스가 한때 빛 잃은 이유, 먼지구름 때문이었다

2021.06.17 18:08
겨울철 밤하늘에 뜨는 별인 베텔게우스는 2019년 10월부터 2020년 3월까지 급격히 빛을 잃는 현상을 보였다. 유럽남방천문대 제공
겨울철 밤하늘에 뜨는 별인 베텔게우스는 2019년 10월부터 2020년 3월까지 급격히 빛을 잃는 현상을 보였다. 유럽남방천문대 제공

겨울철 밤하늘에서 밝게 빛나는 별인 ‘베텔게우스’가 2019년 10월부터 이듬해 3월까지 급격히 빛을 잃었다가 4월 언제 그랬냐는 듯 예전 밝기를 회복했다. 태양보다 수백 배 큰 별이 빛을 빠르게 잃는 이례적 현상에 일부 학자들은 별이 폭발하는 전조가 아니냐고 예측하기도 했다. 그러나 이런 현상이 왜 발생했는지는 밝혀지지 않았다.

 

미구엘 몽타르제스 프랑스 파리과학인문대(PSL) 파리천문대 박사후연구원 연구팀은 베텔게우스를 관찰한 결과 일시적으로 빛을 잃은 현상은 베텔게우스의 표면 온도가 국지적으로 떨어지면서 만들어진 먼지구름이 표면을 가린 결과라고 17일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.

 

베텔게우스는 지구로부터 약 640광년 떨어진 비교적 가까운 별로 우리 은하에 속해 있다. 베텔게우스는 태양 질량의 10배지만 지름이 800배에 달하는 적색거성에 해당한다. 태양 자리에 놓으면 목성까지 삼키는 크기다. 평소 붉은색을 띠는 이 별은 겉보기 밝기가 약 420일 주기로 0.2등급에서 1.2등급까지 변화하는 '변광성'이다. 대기가 불안정해 내부 물질이 안팎을 오가면서 밝았다 어두웠다를 반복한다.

 

베텔게우스는 지난해 10월부터 규칙적인 패턴을 벗어나 점차 빛을 잃었다. 평소 밝기의 30% 이하까지 떨어지자 일부 학자들은 별이 초신성 폭발로 이어지는 전조라고 보기도 했다. 베텔게우스는 탄생한 지 1000만 년이 채 지나지 않았으나 별의 크기가 커 죽음에 이르는 속도가 빠르다. 적색거성은 중심이 붕괴해 중성자별이나 블랙홀로 바뀌고 다음 단계로 에너지를 순간적으로 방출하는 초신성 폭발이 일어난다.

 

베텔게우스는 오리온 자리의 겨드랑이 부분에 위치한 별이다. 유럽남방천문대 제공
베텔게우스는 오리온 자리의 겨드랑이 부분에 위치한 별이다. 유럽남방천문대 제공

연구팀은 칠레 아타카마 사막에 설치된 유럽남방천문대 초대형망원경을 이용해 2019년 1월과 12월, 지난해 1월과 3월 베텔게우스를 촬영하고 영상을 비교했다. 그 결과 지구 북반구에서 볼 때를 기준으로 이 시기 별의 왼쪽 아랫부분이 평소의 10분의 1 밝기로 어두워진 것을 확인했다. 이는 베텔게우스에서 분출된 먼지구름이 빛을 가리며 나타난 현상이었다. 먼지구름의 모양과 강도는 3개월간 계속해 바뀐 것으로 나타났다.

 

베텔게우스는 별 내부 물질이 대류하는데 상대적으로 차가운 부분과 뜨거운 부분이 있다. 이 시기에는 상대적으로 차가운 부위가 표면으로 나오면서 별의 대기 온도를 급격히 떨어트렸다. 그 결과 베텔게우스가 분출한 가스가 먼지로 응축되면서 빛을 차단한 것이다. 연구팀은 1만 번의 컴퓨터 시뮬레이션을 거친 결과 이같은 시나리오가 실제로 베텔게우스에서 일어날 수 있는 현상임을 확인했다.

 

몽타르제스 연구원은 “이번 사건은 베텔게우스가 곧 초신성으로 폭발할 것이라는 예측과는 다른 결과”라며 “실시간으로 적색거성의 마지막 단계에서 발생하는 질량 손실을 관측하며 벼의 구조와 진화에 대해 새로운 것을 알게 됐다”고 마했다.

 

초신성 폭발은 수십년에 한번 나타나는 우주쇼다. 우리 은하에서 일어난 마지막 초신성은 1604년 일어난 케플러 초신성이다. 케플러 초신성은 조선왕조실록에도 기록이 있다. 다만 베텔게우스가 언제 폭발할지 정확히 예측하기는 어렵다. 하지만 지구 어디서나 베텔게우스의 마지막을 볼 수 있을 전망이다. 학자들은 만에 하나 베텔게우스가 폭발하면 약 15일간 보름달과 비슷한 밝기로 빛날 것으로 예측한다. 이는 낮에도 볼 수 있는 수준이다.

 

 

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