한국천문연구원, "적색 초거성 대기의 비대칭 구조발달 규명 성공"

【 대전=조석장기자】 태양보다 8배 이상 무거운 별도 그보다 가벼운 별과 마찬가지로 진화의 최종 단계에서 수축 팽창을 반복하며 별 외곽의 물질을 우주로 방출한다.

한국천문연구원은 연구원이 운영하는 한국우주전파관측망인 KVN이 높은 주파수 대역인 129 GHz의 일산화규소(SiO) 메이저선 전파의 고정밀 영상관측을 세계 최초로 성공하고 메이저선 펌핑 메카니즘을 규명해 냈다고 10일 밝혔다.

연구원은 또 일산화규소와 물 메이저선의 동시 관측을 통해 항성풍 안쪽 구상의 대칭적인 물질흐름이 물 메이저 영역에서는 비대칭 흐름으로 바뀌는 결과를 얻었다.

이는 항성의 마지막 진화단계에서 나타나는 대기의 비대칭 구조 발달과정은 물론 많은 비대칭 모습을 보이는 행성상 성운으로의 진화 과정을 이해하는데 중요한 정보가 된다.

연구원의 설명에 따르면 지구로부터 약 5,200광년 떨어진 초거성‘VX Sgr’에 대한 일산화규소와 물 메이저선의 동시 관측 결과, 중심별 근처에서 발생하는 일산화규소의 4개 주파수 대역 메이저선의 공간분포는 둥근 구조를 보이지만, 중심별에서 멀리 떨어진 곳에서 나오는 물 메이저선 분포는 바깥쪽으로 많이 퍼진 비대칭 구조를 보이는 것을 알 수 있다.

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 태양 질량의 8배 이하인 별들의 마지막 진화단계에서 어떻게 비대칭적 행성상 성운으로 진화하는가에 대한 실마리도 제공한다.

한국천문연구원 조세형 박사는 “KVN은 3개 망원경에 의한 가장 기본적인 관측망이지만 22/43/86/129 GHz의 4개 주파수 대역을 동시에 관측할 수 있는 독특한 시스템이어서 세계적으로 경쟁력 있는 관측연구 결과를 보여준 것”이라고 말했다.

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 영국에서 발간되는 온라인 저널인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 6월 28일 게재됐다.

해당 연구는 조세형 박사, 윤영주 박사, 윤동환 박사과정 학생 등의 공동즈연구로 진행됐다.

[e-mail] 조석장 기자