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- 우리 태양은 표면 온도는 약 6천도, 항성 분광 등급의 낮은 중간 영역에 속해
- Vega, Rigel 또는 Sirius와 같은 흰색 또는 청백색 별은 훨씬 더 뜨겁다. 최대 5만도.
- 여덟 개의 준왜성과 백색 왜성의 표면 온도는 10만 도 이상, 한 개의 백색 왜성은 180만도
- 이러한 발견은 항성 진화의 후기 단계를 더 잘 이해하는 데 도움

우주에서 가장 뜨거운 별 발견
준 왜성과 백색 왜성은 10만℃-18만℃ 사이

우주 열 기록:
천문학자들은 우주에서 가장 뜨거운 별 8개를 발견했다. 여덟 개의 준왜성과 백색 왜성의 표면 온도는 10만 도가 훨씬 넘고, 한 개의 백색 왜성은 180만도(℃)까지 뜨거워 이런 종류의 별 중에서 가장 뜨거운 별이다. 순환하고 이미 강하게 수축하고 있으며 외부 덮개를 벗어났다. 그들 중 일부는 두 개의 백색 왜성이 합쳐진 결과일 수도 있다. 

▲ 천문학자들은 표면이 약 180,000도인 백색 왜성을 발견했다. 이는 항성 기록이다. © NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, CC-by 4.0

우리 태양은 별의 기준에 따라 적당히 따뜻한 별일 뿐이다. 표면 온도는 약 6천도로 더 차갑고 작은 적색 왜성보다 더 뜨겁지만 항성 분광 등급의 낮은 중간 영역에 속한다. 반대로 Vega, Rigel 또는 Sirius와 같은 무거운 흰색 또는 청백색 별은 훨씬 더 뜨겁다. 최대 5만도까지 뜨거워질 수 있다.

적색 거성과 백색 왜성 사이

북아일랜드 Armagh Observatory의 Simon Jeffery가 이끄는 천문학자들이 이제 발견한 것처럼 훨씬 더 뜨거워질 수 있다. 실제로 그들의 하늘 조사는 적색 거성에서 백색 왜성으로 변이하는 오래된 별의 발달 단계를 이해하는 데 도움이 되었다. 이 단계에서 초기에 매우 부풀어 오른 별은 강하게 수축하고 외막의 일부를 분출하고 작고 뜨거운 핵을 응축한다.

이 준왜성은 거의 모든 수소 핵융합 연료를 사용했기 때문에 헬륨, 산소, 탄소와 같은 더 무거운 원소가 표면에 우세하다. 또한, 이 별 잔해의 물질은 매우 밀도가 높기 때문에 특히 뜨겁다. 공동저자인 튀빙겐 대학의 클라우스 베르너(Klaus Werner)는 “아왜성과 백색 왜성은 모두 표면 온도가 높을 수 있다”고 설명했다. 지금까지 약 300개의 헬륨이 풍부한 준왜성이 알려져 있다.

▲ 조사 중에 새로 발견된 이 준왜성 SALT J203959.5-034117은 행성상 성운에 있으며 온도는 100,000도 이상이다. © Tom Watts(AOP), STScI/NASA, The Dark Energy Survey

연구를 위해 천문학자들은 헬륨이 풍부한 뜨거운 준왜성을 조사하는 데 사용된 남아프리카 대형 망원경(SALT)의 데이터를 평가했다. 11미터 거울이 장착된 광학 망원경은 케이프타운에서 북동쪽으로 약 400km 떨어진 카루 고원에 위치해 있다.

한 번에 여덟 슈퍼 뜨거운 왜성

놀랍게도 천문학자들은 데이터를 평가할 때 매우 뜨거운 별 8개를 발견했다. 이 준왜성과 백색 왜성의 표면 온도는 10만도 이상이었다. 이러한 높은 온도는 후기 단계의 별에서도 극히 드물다. Jeffery는 "하늘 조사에서 그러한 물체가 그렇게 많이 발견되었다는 것은 놀라운 일이었다"고 말했다.

더 자세히 분석한 결과 이 ​​뜨거운 별 아래에는 온도가 약 13만도-15만도 사이인 4개의 산소와 헬륨이 풍부한 준왜성이 있다는 것이 밝혀졌다. 천문학자들은 "이 별들은 이런 유형의 별에 대한 전형적인 온도와 중력 체제의 최고점에 있다"고 보고했다. 산소의 분광선과 수소 잔재로 특징지어지는 다른 두 개의 왜성은 여전히 ​​약 10만도의 온도를 유지하고 있었다.

▲ 주변 PN을 드러내는 DECam 레거시 조사(Dey et al. 2019)에서 O(H) 별 J2039의 부드러운 g-밴드 이미지. 원의 각지름은 50 arcsec이고 이미지는 북쪽이 위로, 동쪽이 왼쪽으로 2 × 2 arcmin2로 측정됐다. (출처: 관련논문 Hot white dwarfs and pre-white dwarfs discovered with SALT / Volume 519Issue 2 February 2023 / About Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)

지금까지 알려진 가장 뜨거운 백색 왜성

이 기록은 매우 어린 백색 왜성에 의해 유지된다. 그 스펙트럼은 더 이상 매우 높은 유효 온도를 나타내는 중성 헬륨 선을 보여주지 않는다고 팀은 설명했다. 그들의 분석에 따르면 이 백색 왜성은 표면이 약 180,000도 정도 뜨거워야 한다. "우리가 아는 한, 이 별은 지금까지 알려진 가장 뜨거운 백색 왜성이다"고 Jeffery와 그의 동료들은 보고했다. 이전 기록 보유자는 약 12만5000도에 불과했다.

백색 왜성으로 전환 중인 준 왜성도 기록을 경신하고 있다. 그 나이와 유형의 다른 별들과는 달리, 이전 가스 봉투에서 방출된 가스로 만들어진 행성상 성운으로 둘러싸여 있지 않다. 표면 온도가 12만도인 이 준왜성(O(H) 별)은 지금까지 알려진 몇 안 되는 이 유형의 "벌거벗은" 별들 중 가장 뜨거운 것이라고 팀은 설명한다.

별의 노화에 대한 통찰

천문학자들이 설명하듯이, 이러한 발견은 그러한 노화, 거의 다 타버린 준왜성 및 그들의 경력에 ​​대한 중요한 정보를 제공한다. "이러한 발견은 항성 진화의 후기 단계를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이다"고 Jeffery는 말했다.
(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023; doi: 10.1093/mnras/stac3531)
출처: Eberhard Karls Universität Tübingen

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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