거문고자리 RR형 변광성

3. 분류

거문고자리 RR형 변광성은 솔론 어빙 베일리가 별 밝기 곡선 모양에 따라 분류한 것을 기준으로, 보통 세 가지 주요 유형으로 나뉜다.^[6] 변광성 종합 목록에서는 거문고자리 RR형을 RRab, RRc, RR(B)의 세 가지 하위 분류로 분류한다.^[6]

• RRab
• RRc
• RRd (RR(B))

3. 1. RRab

3. 2. RRc

3. 3. RRd (RR(B))

4. 분포

거문고자리 RR형 변광성은 과거 구상 성단과의 강한 연관성 때문에 "성단 변광성"이라고 불렸다. 구상 성단에서 알려진 변광성의 80% 이상이 거문고자리 RR형 변광성이다.^[4] 이들은 은하 평면과 강하게 연관된 고전 세페이드 변광성과 달리 모든 은하 위도에서 발견된다.

나이가 많기 때문에 거문고자리 RR형 변광성은 우리 은하의 헤일로와 두꺼운 원반을 포함한 특정 별 무리를 추적하는 데 자주 사용된다.^[5]

거문고자리 RR형 변광성의 수는 모든 세페이드를 합친 것보다 몇 배나 많으며, 1980년대에는 구상 성단에서 약 1900개가 알려졌다. 일부 추정에서는 우리 은하에 약 85,000개가 있다고 본다.^[6]

쌍성계는 일반적인 별들에게 흔하지만, 거문고자리 RR형 변광성은 쌍성에서 관측되는 경우가 매우 드물다.^[7]

5. 물리적 특징

거문고자리 RR형 변광성은 수평가지에 속하는 별들로, 질량은 대략 태양의 절반 수준이다. 이들은 변광성이 되는 과정에서 질량을 방출하는데, 이를 통해 한때 태양 질량의 0.8배 정도였거나 거의 같은 별이었음을 알 수 있다.

세페이드 변광성과 비슷하게 밝기가 변하지만, 거문고자리 RR형 항성들은 나이가 많고 질량이 작다는 차이점이 있다. 이들은 세페이드 변광성보다 훨씬 흔하지만, 밝기는 덜 밝다. 거문고자리 RR형 별들의 절대 등급은 평균 0.75등급으로, 태양 밝기의 40~50배 수준이다.^[8] 변광 주기는 1일 이하로 짧으며, 때로는 7시간 정도까지 짧아지기도 한다.

거문고자리 RR형 변광성은 W 처녀자리 변광성과 BL 헤르쿨리스 변광성과 마찬가지로 늙고 비교적 질량이 작은 제II족 별이며, 이들은 II형 세페이드 변광성이다. 고전 세페이드 변광성은 질량이 더 큰 제I족 별이다. 이들은 세페이드 불안정 띠에 있는 모든 변광성과 마찬가지로, 이온화된 헬륨의 불투명도가 온도에 따라 달라질 때 κ-메커니즘에 의해 펄스가 발생한다.

거문고자리 RR형 항성들은 세 가지 종류로 분류된다.

• RRab
• RRc: 변광 주기가 짧다.
• RRd: 이중 방식으로 밝기가 변한다.

5. 1. 블라슈코 효과

6. 주기-광도 관계

세페이드 변광성과는 달리, 거문고자리 RR형 변광성은 시각 파장에서 엄격한 주기-광도 관계를 따르지 않지만, 적외선 K대에서는 따른다.^[10] 일반적으로 주기-색 관계를 사용하여 분석하며, 예를 들어 Wesenheit 함수를 사용한다. 이러한 방식으로, 표준 촛불로 사용하여 거리를 측정할 수 있지만, 금속 함량, 희미함, 혼합의 영향에 대한 어려움이 있다. 혼합의 영향은 구상 성단의 중심 근처에서 표본 추출된 거문고자리 RR형 변광성에 영향을 미칠 수 있는데, 구상 성단은 밀도가 매우 높아서 저해상도 관측에서는 여러 (해결되지 않은) 별이 단일 목표로 보일 수 있기 때문이다. 따라서 그 단일 별 (예: 거문고자리 RR형 변광성)에 대해 측정된 밝기는 부정확하게 너무 밝으며, 해당 해결되지 않은 별들이 결정된 밝기에 기여했기 때문이다. 결과적으로 계산된 거리는 잘못되며, 특정 연구자들은 혼합 효과가 우주 거리 사다리에 체계적인 불확실성을 도입할 수 있으며, 우주의 나이와 허블 상수의 추정치를 편향시킬 수 있다고 주장했다.^[11][12][13]

7. 최근 연구 동향

허블 우주 망원경은 안드로메다 은하의 구상 성단에서 여러 개의 거문고자리 RR형 변광성 후보를 확인했으며, 원형 별인 거문고자리 RR까지의 거리를 측정했다.^[14]

케플러 우주 망원경은 장기간에 걸쳐 정기적으로 단일 영역에 대한 정확한 광도 측정 정보를 제공했다. 케플러 영역 내에는 거문고자리 RR 자체를 포함하여 37개의 알려진 거문고자리 RR형 변광성이 있으며, 주기 배증과 같은 새로운 현상이 감지되었다.^[15]

가이아 임무는 140,784개의 거문고자리 RR형 변광성을 지도화했으며, 이 중 50,220개는 이전에 변광성으로 알려지지 않았고, 54,272개의 성간 흡수 추정치가 제공되었다.^[16]

참조

_[1] 논문 Observations of RR Lyrae stars in the halo of M31
_[2] 논문 RR Lyrae Variables in the Globular Clusters of M31: A First Detection of Likely Candidates
_[3] 논문 Stellar Pulsations: Impact of New Instrumentation and New Insights https://books.google[...] 2012-10-20
_[4] 논문 Variable Stars in Galactic Globular Clusters
_[5] 논문 RR Lyrae variables: visual and infrared luminosities, intrinsic colours and kinematics https://academic.oup[...] 2013-11-11
_[6] 서적 RR Lyrae Stars https://books.google[...] Cambridge University Press
_[7] 논문 New RR Lyrae variables in binary systems
_[8] 논문 The Absolute Magnitude and Kinematics of RR Lyrae Stars via Statistical Parallax 1996-08
_[9] 논문 Does Kepler unveil the mystery of the Blazhko effect? First detection of period doubling in Kepler Blazhko RR Lyrae stars
_[10] 논문 The RR Lyrae Period-Luminosity Relation. I. Theoretical Calibration
_[11] 논문 The Impact of Contaminated RR Lyrae/Globular Cluster Photometry on the Distance Scale
_[12] 논문 Toward a Better Understanding of the Distance Scale from RR Lyrae Variable Stars: A Case Study for the Inner Halo Globular Cluster NGC 6723
_[13] 논문 On the Distance of the Globular Cluster M4 (NGC 6121) Using RR Lyrae Stars. II. Mid-infrared Period-luminosity Relations
_[14] 논문 Astrometry with the Hubble Space Telescope: A Parallax of the Fundamental Distance Calibrator RR Lyrae 2002-01
_[15] 논문 RR Lyrae Research with the Kepler Mission
_[16] 논문 Gaia Data Release 2 - Specific characterisation and validation of all-sky Cepheids and RR Lyrae stars 2019-02-01