충남대학교(총장 이진숙) 천문우주과학과 이영대 연구원이 장주기 왜소신성에서 단주기 왜소신성으로 진화하는 중간의 연결고리를 세계 최초로 발견했다.

충남대 이영대 연구원이 KMTNet(케이엠티넷) 초신성 탐사 관측 연구 프로그램(연구책임자: 토론토대학 문대식 교수)의 일환으로 한국천문연구원(김상철 박사, 박홍수 박사, 임효빈 연구원) 및 토론토대학 연구팀과 진행한 공동연구 결과가 ‘The Astrophysical Journal Letters’(IF: 7.413) 2월 2일(수요일) 온라인판에 게재됐다. (논문제목: Discovery of a Short-Period and Unusually Helium-Deficient Dwarf Nova KSP-OT-201701a by the KMTNet Supernova Program)

공동 연구팀이 이번 연구에서 주목한 왜소신성은 주성인 백색왜성(태양질량 별의 마지막 진화 단계)과 동반성(짝별)으로 이뤄진 쌍성계로서 쌍성의 진화를 이해하는데 중요한 단서를 제공한다. 

이에 연구팀은 쌍성의 진화를 이해하기 위한 과정으로 왜소신성의 중간 진화과정 관측을 시도했고, 왜소신성 ‘KSP-OT-201701a’이라는 진화의 중간 연결고리를 발견했다.

현재 왜소신성은 궤도주기가 긴 장주기 왜소신성(80분 이상)과 궤도주기가 짧은 단주기(80분 이하) 왜소신성으로 두 가지로 분류된다. 

이론적으로는 장주기 왜소신성의 동반성이 점점 대기의 물질을 잃어버리고 수소보다 안쪽에 있던 헬륨핵이 드러나면서 단주기 왜소신성으로 진화한다고 알려져 있다.

하지만 장주기 왜소신성에서 단주기 왜소신성으로의 진화는 너무 빨라서 현재까지 중간 단계의 왜소신성은 관측되지 않았다. 

이에 공동 연구팀은 이러한 왜소신성의 중간 진화과정을 연구하기 위해 국내 개발 24시간 관측 시스템인 외계행성탐색시스템(KMTNet)을 이용해 2년 6개월 동안 관측을 수행했고, 중간 단계의 왜소신성 ‘KSP-OT-201701a’를 최초 발견했다.

연구팀은 이번에 발견한 왜소신성 ‘KSP-OT-201701a’가 단주기(52분)이면서 헬륨량이 적기 때문에 왜소신성의 중간 진화과정에 해당한다는 것을 확인했으며, 해당 왜소신성을 ‘잃어버린 고리’라고 이름 짓고, 향후 쌍성의 진화와 왜소신성 연구에 핵심 자료가 된다고 논문을 통해 밝혔다.

공동 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 추가적인 단파장 분광관측을 통해 왜소신성 진화 연구의 핵심인 동반성 대기의 화학조성을 조사하고, 기존 왜소신성 진화 이론을 수정 및 발전시켜 나갈 예정이다.

한편, 이번 연구는 한국연구재단 학문후속세대 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.

최승우 다른기사 보기