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NGC 346 구역의 하트(The Heart in NGC 346) 목록

조회 : 778 | 2005-12-22


쌍성 [雙星, binary star] 두 개 이상의 별들이 서로의 인력 때문에 공통무게중심의 주위를 일정한 주기로 공전하고 있는 항성.





일반적으로 관측방법에 따라서 안시쌍성(眼視雙星) ·분광쌍성(分光雙星) ·식쌍성(蝕雙星)의 세 가지로 나눈다.
① 안시쌍성:망원경으로 직접 쌍성임을 볼 수 있는 것으로, 공전주기가 길어서 보통 1년 이상이다. 전갈자리 α인 안타레스는 853년이라는 긴 공전주기를 가지고 있다.
② 분광쌍성:아무리 큰망원경으로 보아도 하나의 항성인 것처럼 보이나, 그 스펙트럼을 조사하면 근접쌍성임을 알 수 있다. 맨눈으로는 1개의 별로밖에 보이지 않는 항성일지라도 스펙트럼을 조사하면, 보통의 단독성에서는 1개의 흡수선으로 나타나는 스펙트럼선이 2개로 갈라지고, 한쪽이 청색 쪽으로 편이(偏移)하며 다른 쪽은 적색으로 편이하고, 교대로 반대방향으로 편이하는 주기적인 스펙트럼선 이동이 일어난다. 이른바 도플러효과가 생기는 것이다. 이렇게 분광쌍성은 스펙트럼을 구해보면 흡수선의 위치가 주기적으로 이동하는 것으로부터 비로소 쌍성이라는 것을 알 수 있다. 분광쌍성은 한쪽이 상당히 어두운 경우는 밝은 쪽인 주성(主星)의 스펙트럼선만 보이는 경우도 있다. 페르세우스자리 β인 알골은 2일 20시간 49분 주기의 식쌍성인데, 스펙트럼을 구해보면 같은 주기를 가진 분광쌍성이라는 것을 알 수 있다.






③ 식쌍성:분광쌍성 중에서 궤도면이 관측자의 시선방향에 가까운 경우에, 일식(日蝕)과 마찬가지로 한쪽 별의 앞면을 다른 별이 지나가면서 가리므로 전체의 광도가 어두워지고, 지나가 버리면 다시 밝아지게 된다. 이런 밝기의 변화가 관측되는 쌍성을 식쌍성이라 하며 식변광성(蝕變光星)이라고도 한다. 따라서 분광쌍성으로 관측되는 것 중에는 식쌍성이 많다. 다만 별의 거리가 멀어져 어두워지면 스펙트럼은 구하기 어렵지만 광도변화만은 상당히 어두운 별이라도 측정할 수 있으므로, 식쌍성으로 알려진 쌍성의 수는 압도적으로 많다. 은하계 외의 마젤란은하 속에 있는 식쌍성도 지구에서 관측되는데, 이것들을 분광기적(分光器的)으로 쌍성인지 아닌지를 확인할 수 없다. 분광쌍성이든 식쌍성이든 공전주기가 약 10일 이내인 것은 쌍성을 구성하는 두 별이 근접해 있기 때문에 근접쌍성이라고도 한다. 근접쌍성 중에는 공전주기가 몇 시간인 것도 있고, 이들 가운데는 두 별이 거의 닿을 정도로 근접하여 회전하고 있는 것도 있다. 또 외층대기를 공유하는 것도 있으므로 접촉쌍성이라고도 한다.





【쌍성의 수】 관측이 가장 용이한 태양을 중심으로 5pc(16.3광년) 이내의 우주공간을 잡아보면 그 속에는 56개의 항성이 확인되는데, 이 중 20개는 쌍성이며, 또 2개가 삼중쌍성이다. 삼중쌍성이란 2개의 항성이 쌍성계를 이루고, 그 바깥쪽에 조금 떨어져 다른 항성이 회전하고 있는 것을 말한다. 또한 이 56개 항성 중 4개는 고유운동(固有運動)이 갈지(之)자 모양을 보인다는 데서 관측 결과 불가시동반성(不可視同件星)이 있다는 것이 확인되었다. 5pc 이내의 항성분류에서는 불가시동반성은 들어 있지 않으므로, 만일 그것도 포함시키면 쌍성 수는 반이 넘는다. 그러나 이들 쌍성은 전부 안시쌍성으로 거의가 M형 왜성(矮星)이다. M형 왜성은 절대광도가 어둡기 때문에 거리가 멀어지면 관측할 수 없게 된다. 한편, 분광쌍성이나 식쌍성에 대하여 알아보면 거리에 관계 없이, 가령 전체 하늘에서 안시등급 3등까지의 밝은 항성을 꼽아보면 156개가 되며, 그 중 약 6분의 1인 25개가 분광쌍성이다. 근접쌍성이 분광쌍성이나 식쌍성으로 관측되는 것은 궤도면이 시선과 그다지 크게 경사지지 않은 경우이며, 궤도면이 시선과 수직이거나 수직에 가까우면 근접쌍성이라도 쌍성인 것을 확인할 수 없게 된다. 따라서 6분의 1이라는 수는 훨씬 더 커질 것이다. 아무튼 전체 항성 중 쌍성의 수는 생각보다 많아서 약 반 이상이 어떤 형식이든 쌍성을 이루고 있다고 보인다.






소마젤란은하(SMC, Small Magellanic Cloud) 근처 NGC 346 구역의 성단을 바라보자. 천문학자들은 성단의 중심에서 뜨겁고 X-선을 방출하는 이 하트 모양의 구름을 주목하였다. 찬드라 관측소에서 촬영한 X-선 의사색채사진은 성단 내 하트 모양 구름 위로 강한 X-선을 내뿜어 쉽게 눈에 뜨이는 쌍성 HD 5980을 보여주고 있다. HD 5980은 매우 큰 밝기 변화를 겪는 중이며, 1994년에는 잠시 동안 소마젤란은하에서 가장 밝은 별이 되어서, 은하수의 용골자리 에타별(Eta-Carinae)와 비슷한 밝기를 보였다. 100광년정도 떨어진, NGC 346의 하트모양 구름은 아마도 고대 초신성 폭발 때문에 생긴 것으로 추정된다. 그렇지 않으면 이 하트모양 구름은 HD 5980의 폭발에 의해 생긴 것으로 추정된다.







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