황소자리 T형 항성

3. 특징

황소자리 T형 항성은 전주계열성으로, 눈에 보이는 매우 젊은 F, G, K, M형 분광형의 항성들이다. 이들의 질량은 태양질량의 2배가 되지 않는다. 표면 온도는 비슷한 질량대의 주계열성과 비슷하지만, 반지름이 커서 전체적으로는 주계열성보다 약간 더 밝다. 중심 온도는 낮아서 양성자-양성자 연쇄 반응이 일어날 수 없다. 대신 이들은 질량에 따라 약 1백만년에서 1억 년의 기간을 두고 압축하면서 주계열성이 되는데, 이 압축 과정에서 중력 에너지를 발산한다. 자전 주기는 보통 1 ~ 12일 정도로, 우리 태양의 자전 주기(약 1개월)와 비교하면 매우 빠르다.^[2]

많은 경우 황소자리 T별은 암흑성운 근처와 그 속에서 발견된다. 적외선 관측을 통해 암흑운 속에 숨겨져 있던 황소자리 T형 항성들을 발견할 수 있다. 이 진화 단계에서 질량이 작은 별들은 넓은 대류층을 가지며, 표면 자기 활동이 매우 활발하다.

질량이 큰 별(태양의 2~8배) 중 황소자리 T형 별의 특징을 보여주는 부류는 허빅 Ae/Be 별이라고 한다. 태양 질량 8배 이상의 항성들 중 주계열성이 되기 이전 단계에 있는 상태의 표본은 관측되지 않는데, 이는 무거운 별들은 매우 빠르게 진화하기 때문이다.

3. 1. 물리적 특징

• $p^+\; +\; \{\}^\{6\}\backslash mathrm\{Li\}\backslash \; \backslash rightarrow\backslash \; \{\}^\{7\}\backslash mathrm\{Be\}$ (불안정)
• $\{\}^\{7\}\backslash mathrm\{Be\}\backslash \; \backslash rightarrow\backslash \; \{\}^\{7\}\backslash mathrm\{Li\}$
• $p^+\; +\; \{\}^\{7\}\backslash mathrm\{Li\}\backslash \; \backslash rightarrow\backslash \; \{\}^\{8\}\backslash mathrm\{Be\}$ (불안정)
• $\{\}^\{8\}\backslash mathrm\{Be\}\backslash \; \backslash rightarrow\backslash \; \{\}^\{4\}\backslash mathrm\{He\}\; +\; \{\}^\{4\}\backslash mathrm\{He\}\; +\; \backslash mbox\{energy\}$

3. 2. 스펙트럼상 특징

4. 리튬 연소

하야시 경로 후기 단계에서 양성자-양성자 연쇄 반응을 통한 리튬 연소는 황소자리 T형 항성의 주요 에너지원 중 하나일 수 있다.^[2] 빠른 자전은 리튬을 내부로 이동시켜 리튬 연소를 촉진한다. 황소자리 T형 항성들은 나이를 먹으면서 자전 속도가 빨라지는데, 이는 각운동량이 보존되기 때문이다. 자전 속도가 빨라지면서 내부의 리튬은 나이가 들수록 더 빠른 비율로 사라진다.^[2] 리튬 연소 속도는 항성의 유효 온도 및 질량이 클수록 빨라지며, 최대 약 1억 년 남짓한 기간 동안 지속된다.^[2]

리튬 연소에서의 양성자-양성자 연쇄 반응 과정은 다음과 같다.^[2]

이 반응은 질량이 목성의 60배 미만인 천체에서는 일어나지 않는다.^[2] 리튬 고갈비를 통해 항성의 나이를 계산할 수 있다.^[2]

5. 별주위 원반

황소자리 T형 항성의 절반 정도는 별주위 원반을 가지고 있으며, 이는 행성계 형성의 후보로 여겨진다. 별주위 원반의 수명은 약 1천만 년으로 추정된다. 대부분의 황소자리 T형 항성은 쌍성계의 일원이다. 활발한 자기장과 강한 알펜파 항성풍은 항성의 각운동량을 원시 행성계 원반으로 옮기는 수단 중 하나로 생각된다. 이론적으로 우리 태양이 황소자리 T형 항성이었을 적에 수축하는 태양의 각운동량이 원시 행성계 원반(종국적으로 현재의 8개 행성으로 된다)으로 이동한 것으로 보고 있다.

6. 종류

황소자리 T형 항성은 여러 종류로 나뉜다.

• 고전적 황소자리 T형 항성 (CTTS)
• 약선 황소자리 T형 항성 (WTTS)
• 맨눈 황소자리 T형 항성 (NTTS) - 약선 황소자리 T형 항성의 하위 집합

7. 허빅 Ae/Be 별

허빅 Ae/Be 별은 질량이 큰 황소자리 T형 항성(태양의 2~8배) 중 분광형이 A, B형인 별들이다. 이들은 황소자리 T형 별과 유사한 진화 단계에 있다. 태양 질량 8배 이상의 항성들은 매우 빠르게 진화하여 주계열성이 되기 때문에, 주계열성 이전 단계는 관측되지 않는다. 이러한 무거운 별들이 가시광선 영역에서 보이기 시작하면, 항성 중심부에서는 수소 연소 작용이 시작되며 주계열성 단계로 진입하게 된다.

8. 행성계

황소자리 T형 항성 주위에서 여러 행성들이 발견되었다.

참조

_[1] 웹사이트 Stellar Evolution - Cycles of Formation and Destruction; Young Stellar Objects https://chandra.harv[...] 2023-01-31
_[2] 논문 Martin, E.L., et al., A&A, 282, no.2, 503-517, 1994 https://ui.adsabs.ha[...]
_[3] 웹사이트 幻想的な輝きを放つ「宇宙の晶洞石」おうし座の三重星　ハッブル最新画像 https://forbesjapan.[...] Forbes Japan 2024-05-24