적색초거성 '베텔게우스' 표면 일부 날아가는 대폭발 겪어

태양 코로나질량분출 4천억배…분출 물질이 먼지구름 돼 광도 급감 초래

광도(밝기)가 급격히 떨어졌던 오리온자리의 가장 밝은 α별인 적색초거성 '베텔게우스'가 별의 표면인 광구(光球)의 일부가 대형 폭발로 날아가는 '표면질량분출'(SME)을 겪고 서서히 회복 중이라는 연구 결과가 나왔다.

베텔게우스의 SME는 태양의 바깥 대기에서 플라스마를 대량 방출하는 '코로나질량분출'(CME)의 약 4천억 배에 달하는 관측 사상 전례가 없는 것으로 제시됐다.

미국 항공우주국(NASA)에 따르면 '하버드-스미스소니언 천체물리학센터' 선임 천체물리학자 안드레아 듀프리 박사가 이끄는 연구팀은 허블 우주망원경을 비롯한 다수의 망원경 관측 자료를 분석해 얻은 이런 결론을 정식 출간 전 논문을 수록하는 온라인 저널 '아카이브' (arXiv.org)에 공개했다.

이 논문은 국제학술지 '천체물리학 저널' 수록이 확정된 상태다.

연구팀은 SME 전과 후, 진행 과정에서 포착된 다양한 망원경의 분광 및 이미지 자료를 퍼즐 조각삼아 항성 진화 마지막 단계에 접어든 늙은 별의 격변을 밝혀냈다.

듀프리 박사는 "별 표면에서 이처럼 거대한 질량 분출이 이뤄진 것은 본 적이 없다"면서 "이는 전적으로 새로운 현상으로, 별의 진화를 실시간으로 보고있다"고 했다.

지구에서 약 640광년 밖에 있는 베텔게우스는 반지름이 태양의 800배, 질량은 태양의 20배에 달하는 별로, 수소 핵융합이 끝나고 헬륨을 태우며 부풀어 올라 태양계로 따지면 광구가 목성거리까지 팽창한 적색초거성 단계에 있다.

SME는 지난 2019년 별 내부 깊은 곳에서 160만㎞ 넘는 영역에 걸쳐 용솟음친 대류 기둥에 의해 유발된 것으로 추정되고 있다.

이 대류 기둥이 광구의 일부를 우주로 날려버리고, 이 물질들이 식으면서 먼지 구름을 형성해 지구에서 관측했을 때 별의 광도를 급격히 떨어뜨리게 된 것으로 제시됐다.

베텔게우스는 2019년 말부터 수개월간 광도가 급격히 떨어져 적색초거성 다음 단계인 초신성 폭발이 임박했다는 추정이 제기되기도 했다.

베텔게우스는 200년 가까운 관측을 통해 400일 주기로 밝기가 변화하는 맥동을 해온 것으로 알려져 있는데 현재는 이런 맥동이 일시적으로 사라진 상태다.

이는 SME 충격이 얼마나 컸는지를 입증하는 것이라고 연구팀은 밝혔다.

듀프리 박사는 베텔게우스의 맥동을 일으키는 '대류환'(convection cells)이 균형이 안 맞는 세탁기통처럼 철벅거리고 있을 수 있다면서, 허블 우주망원경과 '프레드 위플 천문대'의 틸링하스트 망원경 분광 자료는 베텔게우스의 광구 표면이 정상으로 회복 됐을 수는 있지만 아직도 젤라틴처럼 흐물거리고 있다는 점을 보여주고 있다고 설명했다.

연구팀은 태양이 코로나에서 플라스마를 대량 분출하는 CME 현상을 보이지만 광구 일부가 폭발하며 날아가는 것은 관측된 적이 없어 둘은 다른 현상일수도 있다고 했다.

연구팀은 차세대 망원경으로 본격적인 과학 관측을 시작한 제임스 웹 우주망원경(JWST)을 이용해 베텔게우스에서 분출한 물질을 적외선으로 관측할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

/연합뉴스