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프로키온

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1. 개요

프로키온은 작은개자리에 있는 밝은 별로, 밤하늘에서 여덟 번째로 밝게 빛나며 겨울철에 관측하기 좋다. 겉보기 등급은 0.34등급이며, 시리우스, 베텔게우스와 함께 겨울의 대삼각형을 이룬다. 프로키온은 주성인 프로키온 A와 백색 왜성인 프로키온 B로 이루어진 쌍성계이며, 약 40.8년 주기로 공전한다. 프로키온 A는 F형 주계열성으로 준거성으로 진화하고 있으며, 프로키온 B는 백색 왜성으로 프로키온 A보다 훨씬 작고 어둡다. 프로키온은 다양한 문화권에서 중요하게 여겨지며, 고대 그리스, 바빌로니아, 중국, 하와이 등에서 고유한 이름과 의미를 지닌다.

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프로키온
일반 정보
프로키온의 위치
프로키온의 위치
별자리작은개자리
영어 이름Procyon
기타 이름엘고마이사
B=α Canis Minoris
F=10 Canis Minoris
BD=+05°1739
GJ=280
HD=61421
HIP=37279
HR=2943
SAO=115756
GCTP=1805.00
LHS=233
관측 정보
겉보기 등급A: 0.34 / B: 10.7
특징
분광형F5 IV–V + DQZ
B-V 색지수+0.42
U-B 색지수+0.00
변광성 여부의심됨 (A)
운동 정보
시선 속도−3.2 km/s
고유 운동 (적경)−714.590
고유 운동 (적위)−1036.80
연주 시차284.56
연주 시차 오차1.26
절대 등급2.66 / 13.0
물리적 특징 (프로키온 A)
질량1.478 ± 0.012 태양 질량
반지름2.043 ± 0.009 태양 반지름
광도7.049 ± 0.064 태양 광도
표면 온도6,582 K
생명체 거주 가능 영역 (내부)2.391 AU
생명체 거주 가능 영역 (외부)4.152 AU
중원소 함량 [Fe/H]−0.02 ± 0.02
표면 중력3.98 ± 0.02
자전 속도3.16 ± 0.50 km/s
자전 주기23 일
나이1.87 ± 0.13 Gyr
물리적 특징 (프로키온 B)
질량0.592 ± 0.006 태양 질량
반지름0.01234 ± 0.00032 태양 반지름
광도0.00049 태양 광도
표면 온도7,740 K
나이1.37 Gyr
표면 중력8.0 cgs
궤도 요소 (프로키온 B)
공전 주기40.840 ± 0.022 년
궤도 긴반지름4.3075 ± 0.0016 각초
궤도 이심률0.39785 ± 0.00025
궤도 경사31.408 ± 0.050 도
승교점 경도100.683 ± 0.095 도
근성점 통과 시기1,968.076 ± 0.023
근점 인수89.23 ± 0.11 도

2. 관측

프로키온은 북반구 관측자의 시점에서 매년 1월 14일 자정에 남중하며 여덟 번째로 밝게 보이는 별이다. 시리우스, 베텔게우스와 함께 겨울의 대삼각형을 구성하는 꼭짓점 중 하나이다.

색지수는 0.42로 옅은 노란색 빛을 띤다.

프로키온(왼쪽 위), 베텔게우스(오른쪽 위), 시리우스(가운데 아래) 셋은 겨울의 대삼각형을 구성한다. 사진의 오른쪽 부분이 오리온자리이다.


프로키온을 저녁에 관측하기 가장 좋은 시기는 북반구의 늦겨울이다.

3. 항성계

프로키온은 밝은 주성 프로키온 A와 어두운 반성 프로키온 B로 이루어진 쌍성계이다.

계의 공전면 위에서 바라보았을 때 프로키온 B가 그리는 궤도.


두 별은 수성 궤도보다 더 크게 찌그러진 0.407의 이심률을 그리면서 서로를 40.82년에 1회 공전한다. 이들의 공전면은 지구에서 보는 방향에 대해 31.1° 기울어져 있다. A와 B는 평균 15.0 AU 떨어져 있는데, 이는 태양에서 천왕성까지의 거리보다 약간 짧다. 다만 이심률이 커서 8.9 AU까지 접근했다가 21.0 AU까지 멀어진다.

1979년 4월 1일 아인슈타인 연구소의 고해상도 촬영기(HRI)를 이용하여 프로키온 AB와 관련된 엑스선원을 찾아냈다. HRI가 촬영한 엑스선원 위치는 프로키온 A로부터 4" 남쪽이었는데, 이는 오차서클의 90% 신뢰도 경계선에 있는 위치로, 프로키온 A의 5" 북쪽(엑스선원 지점에서 9" 거리)에 있던 B보다 A가 방출원일 가능성이 높음을 보여주었다.

3. 1. 프로키온 A

분광형은 F5 IV–V로 F형 주계열 단계의 거의 막바지에 있으며, 중심핵의 수소를 거의 다 소진하여 준거성으로 진화하는 단계에 있다. 이후 핵융합 장소를 중심핵 바깥쪽으로 옮기면서 팽창할 것이다. A는 계속 부피가 확장되면서 종국적으로 현재 반지름의 대략 80 ~ 150 배까지 부풀어오를 것이며 적색 또는 오렌지색의 빛을 낼 것이다. 이 과정은 대략 앞으로 1천만 ~ 1억 년 후 일어날 것이다.

외포층 대기의 유효 온도는 6,530 K으로 측정되어 이 온도에서 A는 흰색으로 빛난다. 질량은 태양보다 50% 크며, 반지름은 태양 반지름의 약 2 배, 태양 광도는 태양의 약 7 배이다. A의 중심핵과 외포층은 둘 다 대류층으로 이 둘 사이를 넓은 복사층이 분리하고 있다.

2004년 6월 말 캐나다의 MOST 위성 망원경은 프로키온 A를 32일 동안 관측했다. 이 연속적인 광학 모니터링은 A가 태양과 비슷한 '광도 진동'을 보여주는지를 확인하는 것과, 성진학적 연구를 수행하는 것이 그 목적이었다. 관측 결과 A는 진동을 보여주지 않았으며 천문학자들은 항성 진동 이론을 재고할 필요가 있다고 결론내렸다. 그러나 다른 천문학자들은 진동이 검출되지 않은 것이 지상에서의 시선 속도 관측 결과와 일치한다고 주장했다. 이후 시선 속도 관측을 통해 프로키온이 실제로 진동하고 있음이 확인되었다.[7][8]

1999년부터 2000년까지 NASA의 광역 적외선 탐사선(WIRE) 위성이 측정한 측광학적 수치를 통해 프로키온에 태양과 유사한 진동 현상 및 쌀알무늬(항성 표면 근처에 존재하는 대류층 구조)가 존재한다는 증거를 잡아냈다. MOST 위성의 결과와는 달리 WIRE의 측광 자료에 나타난 변화량은 지상에서 측정한 시선속도 값들과 일치했다. 2007년에 MOST로 추가 관측을 수행하여 진동을 감지할 수 있었다.[9]

프로키온은 앞으로 1억 년에서 1억 년 이내에 적색 거성으로 진화할 것으로 보인다. 이 단계에서는 수소 핵융합 반응으로 생성된 헬륨이 중심핵에 축적되고, 수소 핵융합은 그 주위에서 계속되지만, 헬륨의 핵은 큰 밀도와 중력으로 압축되어 온도가 1억 K에 달하며, 지금까지 수소 핵융합으로 생성된 "재"였던 헬륨의 핵융합이 시작되기 때문이다. 이에 따라 별의 외층은 팽창하고 크기는 현재의 80 - 150배(반경 0.7 - 1.3 AU)에 달한다. 반면에 표면 온도는 낮아지므로 붉게 보이게 된다.

3. 2. 프로키온 B

프리드리히 베셀은 1844년 프로키온 B의 존재를 예측했고, 1862년 아르투어 아우베르스가 B의 궤도 요소를 계산했다. 1896년 존 마틴 셰벌레가 리크 천문대에서 36인치 반사망원경을 이용하여 예측했던 위치에서 프로키온 B를 실제로 관측했다. 이는 시리우스 B와 마찬가지로, 실제 관측 이전에 측성 자료를 통해 존재가 먼저 예측된 경우이다. 프로키온 B는 주성과의 밝기 차이가 크고, 주성으로부터의 거리가 작아 관측이 시리우스 B보다 더 어렵다.

프로키온 B의 질량은 로 태양의 약 60% 수준이지만, 반지름은 약 8,600 km로 시리우스 B보다 크다. 별의 분류는 DQZ로, 헬륨 대기와 미량의 무거운 원소를 가지고 있다. 표면 온도는 으로 시리우스 B보다 차갑다. 프로키온 B는 과거 질량이 인 주계열성이었으며, 약 억 년 전에 백색왜성이 된 것으로 추정된다.

3. 3. 두 별의 상호작용

프로키온은 겉보기등급 0.34로 밝게 빛나는 주성 프로키온 '''A'''와 겉보기등급 10.7로 맨눈에 보이지 않는 어두운 반성 프로키온 '''B'''로 이루어져 있다. 두 별은 수성의 궤도보다 더 크게 찌그러진 0.407의 공전궤도 이심률을 그리면서 서로를 40.82년에 1회 공전하고 있다. 이들의 공전면은 지구에서 관측하는 시선방향에 대해 31.1°만큼 기울어져 있다. A와 B는 평균적으로 서로 15.0 AU 떨어져 있으며 이 거리는 태양으로부터 천왕성까지의 거리보다 약간 짧은 정도이다. 다만 이심률이 크기 때문에 두 별은 8.9 AU까지 접근했다가 21.0 AU까지 물러나는 것을 반복한다.

1979년 4월 1일 아인슈타인 연구소의 고해상도 촬영기(HRI)를 이용하여 프로키온 AB와 관련있는 엑스선원을 찾아냈다. HRI가 촬영한 엑스선원지는 점처럼 보였으며 그 위치는 프로키온 A로부터 4" 남쪽이었다. 이는 오차서클의 90% 신뢰도 경계선에 있는 위치로, 프로키온 A의 5" 북쪽(엑스선원 지점에서 9" 거리)에 있던 B보다 A가 방출원일 가능성이 높음을 보여주었다.

4. 미래

프로키온 A는 분광형에 비해 광도가 높아 중심핵의 수소를 거의 다 소진하여 준거성으로 진화하는 단계에 있다. 이후 A는 핵융합의 장소를 중심핵 바깥쪽으로 옮기면서 팽창할 것이다. A는 계속 부피가 확장되면서 종국적으로 현재 반지름의 대략 80 ~ 150 배까지 부풀어오를 것이며 적색 또는 오렌지색의 빛을 낼 것이다. 이 과정은 대략 앞으로 1천만 ~ 1억 년 후 일어날 것이다.

프로키온은 앞으로 0.1억 년에서 1억 년 이내에 적색 거성으로 진화할 것으로 보인다. 이 단계에서는 수소 핵융합 반응으로 생성된 헬륨이 중심핵에 축적되고, 수소 핵융합은 그 주위에서 계속되지만, 헬륨의 핵은 큰 밀도와 중력으로 압축되어 온도가 1억 도에 달하며, 지금까지 수소 핵융합으로 생성된 "재"였던 헬륨의 핵융합이 시작되기 때문이다. 이에 따라 별의 외층은 팽창하고 크기는 현재의 80 - 150배(반경 0.7 - 1.3 AU)에 달한다. 반면에 표면 온도는 낮아지므로 붉게 보이게 된다.

헬륨 핵융합은 탄소나 산소의 원자핵을 생성하지만, 프로키온은 질량이 작기 때문에(태양의 1.5배 정도), 그것들이 핵융합을 일으키는 온도에는 도달하지 못하고, 외층부의 수소를 대량으로 방출하여 행성상 성운을 형성하고, 남겨진 중심핵은 백색 왜성이 되어 일생을 마칠 것으로 예상된다.

5. 어원 및 문화적 특징

'''프로키온'''(Procyon)이라는 이름은 고대 그리스어 Προκύων|프로키온grc('의 앞')에서 유래되었는데, 이는 지구의 자전 때문에 프로키온이 '개의 별' 시리우스보다 먼저 떠오르기 때문이다. 북반구 대부분 지역에서는 프로키온이 시리우스보다 지평선에서 먼저 떠오르는 것처럼 보인다. 프로키온은 그리스 신화에서 이카리오스의 딸 에리고네의 사냥개 마에라와 연관되어 있다.

2016년 국제천문연맹(IAU)은 항성의 고유 명칭을 표준화하기 위해 항성 명칭 워킹그룹(WGSN)을 조직하고,[30] 같은 해 7월 작은개자리 알파 A에 '프로키온' 명칭을 부여했다.[31]

드물게 쓰이는 명칭으로는 프로키온의 라틴어 번역명 '안테카니스' ''Antecanis'' 가 있다.

5. 1. 한국

조선 시대 천문학자 이순지는 프로키온을 "개의 앞쪽 별"이라는 뜻의 "견전성(犬前星)"으로 기록했다.

5. 2. 다른 문화권

고대 바빌로니아에서 프로키온은 마르두크의 일면이자 하늘을 설계하고 조직한 난가르(목수)로 인식되었다.[32]

마케도니아 전승에서 프로키온과 시리우스는 'Volci'(늑대들)로 불렸으며, 이는 '쟁기를 맨 황소(오리온자리) 주위를 빙빙 도는 굶주린 늑대들'이라는 의미이다.[33]

아랍어에서 유래한 '알 시라'(Al Shira) 및 '엘고마이사'(Elgomaisa)라는 명칭도 쓰였다. '알 시라'는 "시리아의 징표"를, '엘고마이사'는 "눈이 침침한 (여성)"을 의미한다.[14]

중화권에서 프로키온은 작은개자리 엡실론, 작은개자리 베타와 함께 남하(南河, '남쪽 강')를 구성하며, 프로키온 하나만을 일컫는 명칭은 남하3(南河三, 남쪽 강의 세 번째 별)이다.[35][36]

하와이인들은 프로키온을 '푸아나'()라 불렀으며, 바다 항해 길잡이로 삼았다.[37] 타히티인들은 프로키온을 '아나-타후아-바히네-오-토아-테-마나바'(용감한 마음의 여사제 별)로 인식했다.[38] 마오리족은 프로키온을 '푸안가호리'(거짓 푸앙가)로 불렀다.[39]

브라질 마투그로수주의 칼라팔로족은 프로키온과 카노푸스를 '코폰고'(오리)로 불렀다.[40]

이누이트족은 프로키온을 '시쿨리아르시우주이투크'('새로 생긴 해빙(海氷) 위로 절대 올라가지 않는 사람')로 불렀다.[41]

프로키온은 브라질의 국기에 등장하며 아마조나스주를 상징한다.

6. 프로키온 계에서 본 하늘

프로키온 계에서 바라본 태양은 지구에서 바라본 프로키온의 위치와 정확히 반대인 독수리자리적경 19시 39분 18.11950초, 적위 -05도 13분 29.9552초에 위치해 있을 것이다. 태양은 겉보기등급 2.55로 보일 것이며 이는 대충 우리 밤하늘에서의 전갈자리 베타와 비슷한 밝기이다. 당연히 작은개자리에서 가장 밝은 별은 보이지 않을 것이다.

프로키온에서 제일 가까운 이웃별은 루이텐의 별로 약 1.12ly 떨어져 있다. 프로키온 주변에 가상의 행성이 있다면 이 행성에서 바라본 루이텐의 별은 겉보기등급 +2.7 등성으로 보일 것이다.

참조

[1] OED Procyon
[2] 논문 Compilation of Eggen's UBV data, transformed to UBV (unpublished)
[3] 논문 VizieR Online Data Catalog: General Catalogue of Variable Stars (Samus+ 2007–2013)
[4] 논문 General catalogue of stellar radial velocities
[5] 서적 J. J. von Littrow's Atlas des gestirnten Himmels für Freunde der Astronomie Gustav Weise 1866
[6] 서적 A Dictionary of Modern star Names: A Short Guide to 254 Star Names and Their Derivations Sky Pub 2006
[7] 논문 A Multisite Campaign to Measure Solar-like Oscillations in Procyon. I. Observations, Data Reduction, and Slow Variations
[8] 논문 A Multi-Site Campaign to Measure Solar-Like Oscillations in Procyon. Ii. Mode Frequencies
[9] 논문 Solar-like Oscillations and Activity in Procyon: A Comparison of the 2007 MOST and Ground-based Radial Velocity Campaigns
[10] 웹사이트 IAU Working Group on Star Names (WGSN) https://www.iau.org/[...] 2016-05-22
[11] 웹사이트 Bulletin of the IAU Working Group on Star Names, No. 1 http://www.pas.roche[...] 2016-07-28
[12] 서적 Exploring Ancient Skies: A Survey of Ancient and Cultural Astronomy https://books.google[...] Springer 2011
[13] 논문 Macedonian Folk Constellations
[14] 논문 Zoomorphic Astrolabes and the Introduction of Arabic Star Names into Europe
[15] 서적 中國星座神話 台灣書房出版有限公司 2005
[16] 웹사이트 香港太空館 – 研究資源 – 亮星中英對照表 http://www.lcsd.gov.[...] 2010-11-23
[17] 웹사이트 Hawaiian Star Lines http://archive.hokul[...] 2020-10-21
[18] 서적 Sirius Matters https://books.google[...] Springer 2008
[19] 논문 Tahitian Astronomy: Birth of Heavenly Bodies 1907
[20] 서적 Astronomical Knowledge of the Maori: Genuine and Empirical http://nzetc.victori[...] Dominion Museum 1922
[21] 서적 In Favor of Deceit: A Study of Tricksters in an Amazonian Society https://archive.org/[...] University of Arizona Press 1987
[22] 서적 The Arctic sky: Inuit astronomy, star lore, and legend https://archive.org/[...] Royal Ontario Museum/Nunavut Research Institute 1998
[23] 서적 The Stars: Their Structure and Evolution https://archive.org/[...] Cambridge University Press 1994
[24] 웹사이트 يعنى إيه نجم الشعرى؟.. تعرف على أشهر النجوم فى السماء بعد الشمس https://www.youm7.co[...] 2019-06-29
[25] 문서 Pro(〜の前)+cyon(犬)
[26] 논문 Compilation of Eggen's UBV data, transformed to UBV (unpublished)
[27] 논문 VizieR Online Data Catalog: General Catalogue of Variable Stars (Samus+ 2007–2013)
[28] 논문 General catalogue of stellar radial velocities https://archive.org/[...]
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[30] 웹인용 IAU Working Group on Star Names (WGSN) https://www.iau.org/[...] 2016-05-22
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[39] 서적 Astronomical Knowledge of the Maori: Genuine and Empirical http://nzetc.victori[...] Dominion Museum 1922
[40] 서적 In Favor of Deceit: A Study of Tricksters in an Amazonian Society https://archive.org/[...] University of Arizona Press 1987
[41] 서적 The Arctic sky: Inuit astronomy, star lore, and legend https://archive.org/[...] Royal Ontario Museum/Nunavut Research Institute 1998



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