엄청난 속도로 공전하는 연성계 발견했다

저온에서 가시광을 발하지 않는 왜성 2개가 특징적인 연성계(binary system)가 발견됐다. 더구나 이 연성계는 서로 궤도를 일주하는데 하루도 걸리지 않을 정도로 상당히 근접하고 있다고 한다.

LP 413-53AB라고 불리는 이 연성계는 미국 노스웨스턴대학과 캘리포니아대학 샌디에이고 연구팀이 발견했다. 이들 2개 주계열성은 초저온 왜성으로 불리며 너무 저온인 탓에 적외선을 방사하고 있어 우리에겐 보이지 않는다. 연구팀은 이런 극단적인 시스템을 발견한 건 상당히 흥미로운 일이라며 원리만 따지면 우주에 존재할 수 있지만 이런 연성계는 아직 확인되지는 않았었다고 밝혔다.

연구팀은 과거 데이터를 정리하던 과정에서 LP 413-53AB를 발견했다. 이 연성계는 서로 중력으로 강하게 연결되어 있기 때문에 연구자에게는 이 연성계 발광은 별 하나처럼 보였다. 하지만 더 자세하게 살펴보면서 별 하나가 따로 존재하는 걸 알게 됐다. 또 이 왜성은 질량이 작고 불과 20.5시간이면 서로의 주위를 공전하고 있었다고 한다.

연구팀은 하와이 천문대에서 이 연성계를 직접 관측했다. 첫 관측은 2022년 3월 단 2시간이었고 이후 7, 10, 12월 후속 관측을 실시했다. 연구팀은 이 측정을 하면서 단 몇 분간 관측으로 변화가 일어난다는 걸 알 수 있었다고 한다. 대부분 연성계 궤도 주기는 수년 단위여서 몇 개월에 한 번 비율로 측정하지만 이 연성계에선 스펙트럼선이 바뀌는 모습을 실시간으로 볼 수 있었다는 것이다. 우주에서 일어나는 걸 인간 시간 시점으로 볼 수 있다는 건 대단하다고 할 수 있다.

연구팀은 두 별 사이 거리가 지구와 태양 거리 1% 수준이라는 걸 발견했다. 이 별이 탄생한 이후 계속 서로를 돌고 있었을 가능성이 있다고 추정하고 있다. 또 LP 413-53AB는 수십억 년 전 별로 지금까지 검출된 연성계 중 최단 공전주기 왜성으로 추정되고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.