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KVN, 5200광년 너머 별 고정밀 관측

이용민 기자 | 2018-07-10 17:35:13


▲만기형 초거성 'VX Sgr' 중심별 주변에서 발생하는 22 GHz 물(H2O) 메이저와 43/42/86/129 GHz 일산화규소(SiO) 메이저에 대한 KVN 동시관측 영상. 중심별 근처의 구상으로 분포하는 SiO 메이저(오른쪽 박스 그림)가 대칭적인 링 구조를 보이며 더 멀리 떨어진 먼지층 위에서 발생하는 물 메이저(가운데 박스 그림)는 넓게 퍼져 있는 비대칭적 모습을 보인다. 이는 중심별로부터 구상의 항성풍이 먼지층을 거쳐 물 메이저가 나오는 영역에서는 넓게 퍼져 비대칭적으로 발달하고 있음을 보여준다. 자료=한국천문연구원 제공
별들도 탄생과 성장, 죽음을 겪는다. 태양보다 약 8배 이상 무거운 별인 초거성은 항성 진화의 마지막 단계로 접어들면서 부피가 커지고 역학적으로 불안정해지면서 별 내부에서 생성된 중원소를 우주 공간으로 방출하기 시작한다. 이렇게 늙은 적색거성의 외피층이 팽창해 형성된 전리 기체들은 알록달록한 형상을 띄는데 이를 행성상성운이라 한다. 별이 토해놓는 마지막 숨결이 만들어낸 노을이라 할 수 있다. 우리나라 우주전파관측망이 최근 적색초거성의 영상을 초정밀 관측해 행성상 성운의 진화과정을 밝혀 관심을 모으고 있다.

한국천문연구원은 한국우주전파관측망 KVN이 높은 주파수 대역인 129 GHz의 일산화규소(SiO) 메이저선 전파의 고정밀 영상관측을 세계 최초로 성공했다고 10일 밝혔다.

항성 진화의 마지막 단계에서 별 주변 외피층으로부터 일산화규소(SiO), 물(H2O), 수산화기(OH) 분자의 강한 메이저선이 방출된다. 연구진은 KVN을 이용해 지구로부터 약 5200광년 떨어진 초거성 'VX Sgr'의 일산화규소와 물 메이저선을 동시 관측했다.

그 결과 중심별 근처에서 발생하는 일산화규소의 4개 주파수 대역(43/42/86/129GHz) 메이저선의 공간분포는 둥근 구조를 보이지만, 중심별에서 멀리 떨어진 곳에서 나오는 물 메이저선 분포는 바깥쪽으로 많이 퍼진 비대칭 구조를 보이는 것을 발견했다. 이는 별에서 방출되는 물질이 균질하지 않은 먼지층을 밀어내는 과정에서 비대칭적 흐름으로 변하는 현상을 일산화규소와 물 메이저를 통해 관측한 것이다. 이 결과는 별의 마지막 진화단계에서 아직 해명되지 않은 항성풍의 비대칭적 발달과 먼지층과의 관계 및 질량 방출 원리를 연구하는데 중요한 정보를 제공한다. 특히 이런 항성풍의 비대칭적 발달이 별들의 마지막 진화단계에서 어떻게 비대칭적 행성상 성운으로 진화하는가에 대한 실마리도 제공한다.

연구진을 이끄는 천문연 조세형 박사는 "KVN은 4개 주파수 대역을 동시에 관측할 수 있는 독특한 시스템이어서 세계적으로 경쟁력 있는 관측연구 결과를 보여줄 수 있었다"라고 전했다.

연구진은 2015년부터 KVN을 활용한 연구를 위해 '만기형 별', '활동성 은하핵', '별 탄생 영역' 분야로 핵심과학연구 과제를 추진하고 있다. 이번 연구결과는 만기형별 분야 연구 성과의 하나로 영국 네이처커뮤니케이션 6월 28일자로 온라인 게재됐다.

이용민 기자



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