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백색왜성이 동반별을 집어삼키는 '화살자리 V 변광성' 상상도 지구에서 1만광년 떨어져 있는 쌍성계인 화살자리 V 변광성(V Sge)에서 백색왜성(white dwarf)이 자신보다 큰 동반별의 물질을 빠른 속도로 빨아들이며 밝게 빛나고 있다. [University of Southampton 제공. 재판매 및 DB 금지]


핀란드 투르쿠대 파시 하칼라 박사가 주택가격 이끄는 영국 사우샘프턴대, 스페인 라 라구나대 공동 연구팀은 10일 영국왕립천문학회 월보(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에서 칠레 유럽남방천문대(ESO) 초거대망원경(VLT) 관측을 통해 이런 사실을 발견했다고 밝혔다.
하칼라 박사는 "이 백색왜성은 동반별에서 흘러 들어오는 물질 원리금균등상환방식계산법 을 다 소비하지 못해 주변에 밝게 빛나는 큰 우주 고리를 만든다"며 "이 불운한 쌍성계가 극도로 불안정하게 요동치는 것은 폭발 같은 종말이 임박했다는 신호"라고 말했다.
지구에서 1만 광년 이내에 있는 화살자리 V 변광성은 1902년 처음 발견된 이후 천문학자들을 당혹스럽게 만든 미스터리에 휩싸여 있는 쌍성계다.
태양 삼성카드 연체 질량의 0.9배 정도인 초고밀도의 밝고 뜨거운 백색왜성이 질량이 태양의 3.3배로 자신보다 훨씬 큰 동반별의 물질을 빨아들이고 있으며, 두 별은 서로를 중심으로 12.3시간마다 회전하며 점점 더 가까워지고 있다.
특히 백색왜성이 동반별의 물질을 빠르게 흡수하면서 점점 밝아지고 있으며, 밝기가 두 배로 증가하는 데 89년이 걸리는 것으로 우리카드 포인트몰 추정된다.
연구팀은 이 연구에서 칠레 아타카마 사막에 있는 ESO 초거대망원경(VLT)에 장착된 X-Shooter 분광기로 2023년 약 3개월 동안 여러 차례에 걸쳐 화살자리 V 변광성을 관측했다.
X-Shooter 분광기는 자외선부터 가시광선, 적외선까지 넓은 파장 범위를 동시에 매우 높은 해상도로 관측할 수 있다. 초본
스펙트럼 분석 결과 백색왜성은 전례 없이 빠른 속도로 동반별의 물질을 빨아들이고 있으며, 백색왜성이 이 과정에서 만들어내는 막대한 에너지로 인해 두 별 주위에는 거대한 가스 고리가 형성돼 있는 것으로 나타났다.
백색왜성이 물질을 빨아들이는 속도는 이론적 한계에 근접한 수준으로, 지구 하나를 4개월 정도 만에 빨아들일 수 있는 속도로 추정된다.
공동 저자인 영국 사우샘프턴대 필 찰스 교수는 화살자리 V 변광성에 대한 100년 미스터리가 마침내 풀렸다며 "이 백색왜성이 극단적으로 밝게 빛나는 것은 동반별에서 흡수한 물질을 연료 삼아 지옥불 같은 빛을 내기 때문"이라고 설명했다.
하칼라 박사는 또 이 연구에서 발견된 두 별 주위를 감싸는 가스 고리 구조에 대해 "이 예상치 못한 고리는 별의 만찬에서 튀어나온 부스러기로 만들어졌다"며 "이는 우리가 별의 생애와 죽음을 이해하는 방식을 바꿀 단서를 제공한다"고 말했다.
공동 저자인 스페인 라 라구나대 파블로 로드리게스 힐 박사는 "백색왜성에 축적되는 물질은 가까운 시일 내에 맨눈에도 보이는 신성(nova) 폭발을 일으킬 가능성이 있다"며 "점점 가까워지다 충돌하면 대낮에도 보일 만큼 강력한 초신성(supernova) 폭발을 일으켜 최후를 맞을 것"이라고 말했다.
◆ 출처 : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Pasi Hakala et al., 'V Sge: Supersoft Source or Exotic Hot Binary? I. An X-Shooter campaign in the high state', http://dx.doi.org/10.48550/arXiv.2507.22637
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