유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)을 사용하는 천문학자들이 왜소은하에 불안정하고 무거운 별이 없다는 사실을 발견했다. 과학자들은 이것이 별이 덜 밝아지고 부분적으로 먼지로 가려졌음을 나타낼 수 있다고 믿고 있습니다. 또 다른 설명은 별이 초신성이 되지 않고 블랙홀로 붕괴했다는 것이다. 아일랜드 더블린 트리니티 칼리지의 박사과정 학생인 팀 리더인 앤드루 앨런(Andrew Allen)은 "이것이 사실이라면, 이런 방식으로 일생을 마감하는 거대한 별을 직접적으로 발견한 최초의 사례가 될 것"이라고 말했습니다.
2001년에서 2011년 사이에 여러 천문학자 팀이 킹맨 왜소 은하에 위치한 이 신비한 거대 별을 연구했으며, 관찰 결과 이 별이 진화의 후기 단계에 있다는 것도 밝혀졌습니다. 아일랜드, 칠레, 미국의 Allen과 그의 협력자들은 거대한 별이 어떻게 수명을 다했는지에 대해 더 알고 싶었고 Kingman의 왜소에 있는 물체는 완벽한 표적처럼 보였습니다. 그러나 2019년 ESO의 대형 망원경으로 먼 은하계를 겨냥했을 때 더 이상 별의 서명을 찾을 수 없었습니다. 오늘 왕립천문학회 월간지에서 이 별에 대한 연구를 주도한 Allen은 "우리는 그 별이 사라진 것을 알고 놀랐습니다."라고 말했습니다.
킹맨 왜소 은하는 물병자리 방향으로 약 7,500만 광년 떨어져 있으며, 천문학자들은 이 은하는 개별 별을 보기에는 너무 멀리 떨어져 있지만 일부 별의 특징을 감지할 수 있다고 생각합니다. 2001년부터 2011년까지 은하계의 빛은 태양보다 약 250만 배 더 밝은 "밝은 파란색 변광성"을 가지고 있음을 일관되게 보여주었습니다. 이 유형의 별은 불안정하며 스펙트럼과 밝기가 때때로 극적으로 변합니다. 이러한 변화에도 불구하고 밝은 파란색 변수는 과학자들이 식별할 수 있는 특정한 흔적을 남기지만, 팀이 2019년에 수집한 데이터에는 나타나지 않아 별에 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지 궁금해졌습니다. Allen은 "밝은 초신성 폭발 없이 이렇게 거대한 별이 사라지는 것은 매우 이례적인 일입니다."라고 말했습니다.
팀은 2019년 8월 VLT의 8미터 높이 망원경 4개를 동시에 사용하여 처음으로 에스프레소 악기를 별을 향해 돌렸습니다. 그러나 그들은 빛나는 별이 존재했다는 이전 징후를 찾을 수 없었습니다. 몇 달 후 팀은 ESO의 VLT에서도 X-슈터 장비를 시험해 보았으나 다시 별의 흔적을 발견하지 못했습니다.
"우리는 지역 우주에서 가장 거대한 별 중 하나가 천천히 밤으로 사라지고 있다는 것을 발견했을 수도 있습니다."라고 역시 트리니티 칼리지 더블린의 팀원인 Jose Groh가 말했습니다. 아일랜드가 최근 ESO 협정에 가입한 이후 이러한 기능에 대한 신속한 접근이 이루어졌기 때문에 우리의 연구 결과는 달성되지 않았을 것입니다." 아일랜드는 2018년 9월에 ESO 회원이 되었습니다.
그런 다음 팀은 칠레 아타카마 사막에 있는 유럽 남부 천문대의 VLT와 다른 곳의 망원경에서 X-슈터와 UVES 장비를 사용하여 수집된 오래된 데이터를 활용했습니다. "ESO 과학 기록 보관소 시설을 통해 우리는 동일한 물체에 대해 2002년과 2009년에 얻은 데이터를 찾아 사용할 수 있었습니다"라고 이번 연구에 참여한 칠레의 ESO 천문학자 Andrea Mehner는 말했습니다. "우리는 2002년 UVES 고해상도 스펙트럼을 ESO의 최신 고해상도 분광계인 ESPRESSO를 사용하여 2019년에 얻은 관측 결과와 비교했는데, 이는 특히 천문학적 및 기기적 관점 모두에서 밝혀졌습니다."
오래된 데이터에 따르면 킹맨 왜성의 별들은 강렬한 폭발 기간을 겪고 있으며 아마도 2011년 이후에 끝날 가능성이 높습니다. 이와 같이 밝고 푸른 변광성은 일생 동안 거대한 폭발을 경험하기 쉬우며, 이로 인해 별의 질량 손실률이 극적으로 증가하고 밝기가 극적으로 증가합니다.
천문학자들은 관찰과 모델을 바탕으로 이 폭발 가능성과 관련된 별의 소멸과 초신성의 부재에 대해 두 가지 설명을 제안했습니다. 이 폭발로 인해 밝은 파란색 변광성이 덜 빛나는 별로 변했을 수 있으며, 부분적으로 먼지로 가려졌을 수도 있습니다. 또 다른 가능성은 별이 초신성 폭발을 일으키지 않고 블랙홀로 붕괴했을 수도 있다는 것입니다. 이것은 드문 사건이 될 것입니다. 거대한 별의 죽음에 대한 우리의 현재 이해는 그들 대부분이 초신성에서 삶을 마감한다는 것을 암시합니다.
그러나 과학자들은 별의 운명을 결정하기 위해 추가 연구가 필요합니다. ESO의 초거대망원경(ELT)은 2025년 실용화될 예정이다. 이 망원경은 킹맨왜소은하와 같은 먼 은하계의 별들을 분석하고 우주의 미스터리를 해결하는 데 도움을 줄 수 있을 것이다.
ESO 뉴스, 사진 및 텍스트에서 번역된 기사원천 (CC BY 4.0 인터내셔널)
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