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천문학

베텔게우스에서 무슨 일이 일어났는가?

미디어위원회
2020-01-29

베텔게우스에서 무슨 일이 일어났는가?

(What’s Happening at Betelgeuse?)

David F. Coppedge


       천문학자들은 하늘에서 가장 밝은 별 중 하나인 오리온자리의 적색 초거성 베텔게우스(Beloteuse in Orion)가 어두워지는 것을 관측했다.

아마추어 천문학자들은 오리온자리의 오른쪽 어깨인 베텔게우스를 쉽게 찾을 수 있다. 한 별이 딱정벌레-주스(beetle-juice, 더 정확하게는 betel-jooz, `오리온의 겨드랑이'를 의미)라는 이름이 붙여진 후, 새로운 천문학자는 그 별이 650 광년 떨어져있는 적색거성(red giant star)이라는 것을 알게 되었다. 천체물리학과 학생들은 항성들의 진화 이론에 따라, 적색거성은 초신성으로 폭발하게 될 운명이라고 배운다. 그들은 별들을 유형별로 분류하는데 사용되는, 한 유형이 다른 유형으로 수십억 년 동안에 어떻게 진화하는지 보여준다는, 헤르츠스프룽-러셀 도표(Hertzprung-Russell diagram, 색등급도)를 배운다. 하지만 이 도표는 항성의 진화를 보여주기 위해 만들어지지 않았다. 그것은 편리하게 단순히 밝기로 온도를 나타내주는 도표일 뿐이다. 항성 진화론은 나중에 도입됐다.

.별의 광도와 온도에 따른 헤르츠스프룽-러셀 도표(Hertzsprung-Russell (H-R) Diagram).


그러나 천문학자들은 유명한 적색거성에 대한 최근 관측으로 인해 당황하고 있었다. Universe Today 지에서 이반 고프(Evan Gough)는 예상치 못하게 희미해져가는 관측에 대한 소식을 전하고 있었다 :


베텔게우스는 희미해지고 있다! 광도가 1.506 등급이 떨어졌다.(Universe Today, 2020. 1. 22).

베텔게우스는 계속 어두워지고 있으며, 사람들은 그것이 정확히 무엇을 의미하는지 궁금해 하고 있다. 별은 수명이 다하면, 초신성이 될 것이지만, 그 일은 수만 년 동안에 일어날 것으로는 예상되지 않는다. 희미해짐의 원인은 무엇일까?


베텔게우스는 더 어두워지고 있으며, 우리는 그 이유를 모른다.(Universe Today, 2020. 1. 23). 이론에 의하면, 적색거성은 바깥쪽으로 부풀어 오른 다음 붕괴될 것이다.

아니면, 다른 것일 수 있을까? 우리는 별에 대해 모든 것을 알지는 못한다. 베텔게우스에서 일어나는 것과 같은 일이 다른 적색거성에서는 관측된 적이 없다.

과학자들은 놀라움을 즐기고 있었다. 왜냐하면 그것은 대게 더 많은 발견으로 이어지기 때문이다. 또한 그것은 모든 것이 이해되었다는 생각이 오만임을 알려준다. 어떤 이들은 달과 같이 밝아지는 근접 초신성의 폭발을 보게 될지 궁금해 하고 있다. 몇몇 사람들은 성간구름이 별빛을 차단해서, 어둡게 만들었을 것이라는 평범한 설명을 고려하고 있었다. 일부 별은 밝음과 어두움의 주기를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 베텔게우스와 같은 적색거성은 아니다.

.우리의 태양은 적색거성에 비하면 점이다.


베텔게우스 : 별의 희미해짐은 죽음이 임박했다는 소문을 촉발시킨다 (The Conversation). 그 별은 지금 또는 향후 10만 년 이내에 폭발할 수 있다고 천문학자인 대니얼 브라운(Daniel Brown)은 말했다.

그러나 현재의 실제적인 어두워짐은 반드시 임박한 죽음을 나타내지는 않는다. 왜냐하면 이 단계에서, 그러한 사건 이전에 별의 밝기가 어떻게 변했는지에 대해 충분히 알지 못하기 때문이다. 베텔게우스는 천문학자들을 흥분시키고 있다.

그것이 일어난다면, 그것은 지금까지 관찰된 가장 밝은 초신성이 될 것이다. 며칠 만에 보름달처럼 밝아지고, 낮에도 볼 수 있고, 밤에는 땅에 그림자를 드리울 만큼 충분히 밝을 것이다.

어떤 일이 일어날 지 아무도 모른다. 만약 베텔게우스가 폭발한다면, 우리는 극히 드문 현상을 목격하는 시기에 살았던 사람들이 될 것이다. 그러나 그것은 초신성에 대해 더 많이 알게 되고, 관측치를 모델과 비교할 수 있는 기회이기도 하다.


항성의 진화 이론이 진화한다.

천문학자들은 초신성을 다양한 유형과 하위유형으로 나눈다.(예 : 유형 1a 초신성). 유형 1a 초신성은 우주에서 먼 거리를 측정하는 데 중요한 "표준 촛불(standard candles)"이었지만, 관측은 이론과 맞지 않아, 수정이 필요한 경우도 관측됐다. 이 기사는 이론들이 결코 완전하지 않음을 보여준다.


초발광 초신성은 어떻게?(Science Magazine). 키스 스미스(Keith Smith)는 “초발광 초신성(superluminous supernova)은 정상적인 초신성보다 최대 100배 더 밝을 수 있다. 하지만 그러한 과도하게 밝은 현상이 어떻게 일어났는지에 대한 합의는 없다”고 말했다. 그는 이 유형의 별을 설명하기 위하여 최근 모델을 수정했다. 


미스터리하게 밝은 초신성은 거대한 가스구름을 부숴버렸을 수도 있다.(New Scientist). 레아 크레인(Leah Crane)은 천문학자들이 이해했다고 생각했던 초신성 유형의 "이상한" 변형과 "기괴한“ 상황에 적합하도록 이론들이 진화해야할 필요가 있음을 보여준다.

충분한 철을 만드는 유형의 초신성은 Ia 형이라고 불려진다. 하지만, 그들은 보통 SN 2006gy 보다 100배 더 희미하다. 연구원들이 타입 Ia 초신성을 100배 더 밝게 만드는 가장 좋은 방법은, 폭발할 때 물질 구름에 부딪쳐 운동에너지가 빛으로 변환되었다고 보는 것이다.

저크스트랜드(Jerkstrand)와 그의 팀이 발견한 시나리오는 공유된 가스구름에서 서로 공전하는 한 쌍의 별을 가진 SN 2006gy와 가장 잘 일치한다. 두 별이 서로를 향해 가스를 나선형으로 분출했고, 별 주위에 구름이 생겼다. 그들이 충돌했을 때, 그들은 부풀어 올랐고, 폭풍은 그 구름과 부딪쳤고, 빛의 폭발이 일어났다.

“시나리오”는 관측을 이론과 비교하기 위해서 만들어낸 이야기이다. 그러나 관측이 없는 경우, 시나리오는 공상적 이야기에 불과하다. 한 천문학자의 말처럼, “관측에 의해 확인되기 전까지, 어떠한 이론도 유효하지 않다.”

.“오리온의 겨드랑이(armpit of Orion)”인 베텔게우스(Betelgeuse)는 겨울 밤하늘에서 보여지는 친숙한 별이다. (Photo by David Coppedge)

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항성 이론은 그 구조와 예상 행동을 설명하는, 매우 복잡한 수학 방정식으로 이루어질 수 있다. 그러나 모델은 현실 자체가 아니라, 현실에 대한 시뮬레이션 일뿐이다. 생물학적 진화 “시나리오”와 다르게, 천체물리학에서 과학자들은 관측에 대해 알려진 물리법칙을 적용할 수 있다. 그들은 모델을 다듬을 수는 있지만, 절대적인 확실성에 도달할 수는 없다. "이상한 변형"과 “기괴한 상황”이 계속 발생하고 있다. 어떤 패러다임에서 이상이 너무 많이 발생하면, 과학적 혁명이 뒤따를 수 있다.

베텔게우스에서 어떤 일이 일어날 지 아무도 모르지만, 그 별에 대한 관측은 흥미롭다. 그리고 그것을 이해하려고 노력하고 있다. 그것이 사람이 할 수 있는 일이다. 보이지 않는 미스터리한 힘을 불러내는 것은 불필요하다.



*관련기사 : 반짝이던 그 빛을 잃고 있다 (2020. 1. 20. 동아일보)

http://www.donga.com/news/article/all/20200119/99312153/1

갑자기 어두워진 베텔게우스...폭발 임박? (2020. 1. 11. 뉴스웍스)

http://www.newsworks.co.kr/news/articleView.html?idxno=425062


*참조 : 빅뱅이론에 반대되는 증거들 목록

http://creation.kr/Cosmos/?idx=1294042&bmode=view

우주 거리 측정의 기본 잣대가 흔들리고 있다 : 1a형 초신성의 광도는 일정하지 않았다.

http://creation.kr/Cosmos/?idx=1294008&bmode=view

자료실/천문학/우주

http://creation.kr/Cosmos


출처 : CEH, January 24, 2020.

주소 : https://crev.info/2020/01/whats-happening-at-betelgeuse/

번역 : 미디어위원회

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