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별 진화·우리은하 구조 비밀 푼다···왜소신성 발견

천문연 연구진, 외계행성탐색시스템 활용해 찾아
한국천문연구원(원장 이형목)은 초신성 탐사 관측 연구진이 외계행성탐색시스템(이하 KMTNet)을 이용한 초신성 탐사 관측으로 이제까지 발견된 왜소신성보다 거리가 가장 멀고, 우리은하 헤일로에 존재하는 왜소신성을 발견했다고 20일 밝혔다. 

헤일로는 우리은하의 구성성분 중 하나로, 은하 전체를 감싸듯이 구형으로 분포하고 있는 구름이다. 

왜소신성은 신성이나 초신성에 비해 덜 밝아 가까운 거리에 있어야 발견이 쉽다. 이제까지 알려진 왜소신성들은 대부분 지구로부터의 거리가 3000광년보다 가까운 태양계 부근에서 발견됐다. 이들은 우리은하의 세 구성성분인 원반, 중앙 팽대부, 헤일로 중 원반에 속해 있는 것으로 알려져 있다.

이번에 천문연 연구진이 발견한 왜소신성 'KSP-OT-201611a'는 거리가 우리은하 중심으로부터는 약 4만 5000광년(지구에서 약 2만 4000광년)이고 우리은하 평면에서 5500광년 떨어져 있어 우리은하 헤일로에 존재하는 것으로 밝혀졌다. 

헤일로는 원반이나 팽대부보다 넓은 영역에 퍼져 있지만 천체가 많지 않고 대부분 어둡고 멀기 때문에 연구하기 어렵다.

하지만 암흑물질을 포함하고 있을 것으로 여겨져 중요한 성분으로 꼽힌다. 주로 구상성단이나 거문고자리 RR형 변광성, 행성상 성운 등으로 연구했는데 이번처럼 헤일로에서 발견되는 왜소신성의 수가 늘어난다면 헤일로를 연구하는 새로운 도구를 찾은 셈이 된다.

왜소신성이 우리은하의 원반 내부 또는 태양계 근처에 있는 경우에는 백색왜성과 짝을 이루는 동반성이 태양과 별로 다르지 않지만, 왜소신성이 헤일로에 존재한다면 동반성은 원반에 있는 경우보다 별 내부의 중원소(금속) 함량이 적고 나이도 많을 것으로 기대된다.

이번 발견과 같이 새로 발견한 헤일로 왜소신성의 관측자료들은 동반성의 중원소 함량이 적은 경우를 설명하는 왜소신성의 이론과 모형들을 개선하는 데 중요한 역할을 한다.

연구를 이끈 이영대 천문연 광학천문본부 박사는 "우리은하 헤일로 천체의 관측이 쉽지 않은데 헤일로를 연구할 수 있는 새로운 도구를 찾아 기쁘다"며 "연구는 24시간 연속 관측 가능한 KMTNet의 영향력을 보여준다"고 말했다.  

김상철 박사는 "망원경의 시간을 투자해야 하는 탐사 관측은 목적했던 바를 이루게 하고, 새로운 발견도 가능케 한다"며 "초신성을 관측하던 중 특별한 왜소신성을 발견한 것처럼, 앞으로 KMTNet을 이용한 초신성 탐사 관측이 어떤 새로운 흥분을 가져다줄지 기대하고 있다"고 강조했다. 

천문연 초신성 탐사 관측 연구진은 우리은하 또는 외부은하의 초신성을 찾고 정밀 관측해 별의 폭발 과정, 무거운 원소들의 생성 과정, 블랙홀의 탄생이나 중력파 방출 과정 등을 알아내기 위한 탐색연구를 수행하고 있다.  

논문은 천문학 분야 국제 학술지인 미국 천체물리학저널(The Astrophysical Journal)에 지난 1일자로 실렸다. 

우리은하를 위에서 본 모습(평면도)과 옆에서 본 모습(측면도). 이번에 발견한 헤일로의 왜소신성 KSP-OT-201611a의 위치그림.<사진=NASA JPL-Caltech(왼쪽), ESA(오른쪽)>우리은하를 위에서 본 모습(평면도)과 옆에서 본 모습(측면도). 이번에 발견한 헤일로의 왜소신성 KSP-OT-201611a의 위치그림.<사진=NASA JPL-Caltech(왼쪽), ESA(오른쪽)>

왜소신성 KSP-OT-201611a의 관측영상(위)과 광도곡선(아래).<사진=한국천문연구원 제공>왜소신성 KSP-OT-201611a의 관측영상(위)과 광도곡선(아래).<사진=한국천문연구원 제공>
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