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북쪽왕관자리 R

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목차

1. 개요

북쪽왕관자리 R은 북쪽왕관자리 R형 변광성의 원형 별로, 황색 초거성이다. 평상시에는 40~51일 주기로 밝기가 미세하게 변동하며, 불규칙적인 간격으로 어두워지는 특징을 보인다. 1795년 에드워드 피곳에 의해 발견되었으며, 밝기 변화는 항성 대기 중 탄소 먼지가 축적되었다가 흩어지는 과정으로 설명된다. 스펙트럼 분석 결과 수소는 부족하고 탄소는 과잉으로 존재하며, 별 주위에는 탄소 구름이 존재한다. 북쪽왕관자리 R의 형성 기원으로는 두 백색 왜성의 병합 또는 후-점근거성가지 별에서의 헬륨 섬광이 제시된다. 북쪽왕관자리 α별과 ι별 사이에 위치하며, 쌍안경으로 쉽게 관측할 수 있다.

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북쪽왕관자리 R
지도
북쪽왕관자리 R의 위치 (원으로 표시)
기본 정보
이름북쪽왕관자리 R성
영어 이름R Coronae Borealis
별자리북쪽왕관자리
변광성 유형R CrB
발견
발견 연도1795년
발견자에드워드 피곳
발견 장소요크
발견 방법망원경을 이용한 육안 관측
관측 정보
기원J2000.0
겉보기 등급5.71 - 14.8
특징
분광형G0Iep
B-V 색지수0.60
U-B 색지수0.13
V-R 색지수0.45
J-H 색지수0.275
J-K 색지수0.800
측성학
시선 속도27.83 km/s
고유 운동 (적경)-2.10 밀리초각/년
고유 운동 (적위)−11.52 밀리초각/년
연주시차0.73
거리1,400 파섹
절대 등급−5
물리적 특징
질량0.8-0.9 태양질량
반지름85 태양반지름
광도~10,000 태양광도
표면 온도6,750 K
표면 중력0.5
기타 명칭
명칭R Coronae Borealis
R CrB
GSC2 N1330022410
2MASS J15483440+2809242
AG+28° 1513
GSC 02039-01605
BD+28° 2477
HD 141527
PLX 3581
TYC 2039-1605-1
CDS 886
PPM 104338
GC 21257
HIP 77442
RAFGL 4219
GCRV 9116
HR 5880
AAVSO 1544+28A
IRAS 15465+2818
SAO 84015

2. 명칭

R 북쪽왕관자리는 희미하게 맨눈으로 볼 수 있는 별이지만, 전통적인 이름은 없다. 요한 바이어는 이 별을 그의 지도에 표시했음에도 불구하고 그리스 문자 지정을 부여하지 않았다. 존 플램스티드는 모든 바이어의 별에 번호를 매겼지만 더 희미한 별에 대한 추가 지정을 추가하지 않았으므로 R 북쪽왕관자리는 이 두 목록에 모두 나타나지 않는다.

발견 당시에는 단순히 "북쪽 왕관의 변광성"으로 묘사되었다. 이후 ''Variabilis Coronae'', 즉 "북쪽왕관의 (변광)별"로 불렸다. 또한 시야에서 사라지는 습성 때문에 "역 노바"라고 불리기도 했다. 변광성 명칭 R 북쪽왕관자리는 1850년 프리드리히 빌헬름 아르겔란더에 의해 "Coronae R"로 도입되었다.

3. 변광

북쪽왕관자리 R은 북쪽왕관자리 R형 변광성의 원형 별이다.[2] RY 궁수자리와 함께 육안으로 관측 가능한 두 개의 R CrB형 변광성 중 하나이다. 평상시에는 40일에서 51일 주기로 약 0.1 등급의 미세한 밝기 변화를 보인다.

1795년 영국의 에드워드 피곳이 이 별을 발견했다.[2] 다른 변광성들과는 달리 폭발할 때 밝아지는 것이 아니라 어두워진다.[2] 불규칙적인 간격(수년에서 수십 년)으로 몇 등급씩 어두워지며, 가장 어두울 때는 15등급보다 더 어두워질 수 있다.[1] 어두워짐은 더 긴 파장에서는 덜 두드러진다.[1] 일반적으로 최솟값에서 거의 즉시 최대 밝기로 돌아가지만, 때로는 또 다른 어두워짐에 의해 중단되기도 한다.[1] 2007년부터 2017년 중반까지 10년 동안 "정상" 밝기보다 어두운 상태를 유지했으며, 이는 이례적으로 길고 깊은 최솟값으로 기록되었다.[1]

R 북쪽왕관자리 빛 곡선 (1990년부터 2017년까지), 전례 없는 딥 미니멈을 보여준다.


이러한 밝기 변화는 항성 대기의 탄소 먼지가 규칙적으로 축적되었다가 복사압에 의해 흩어지는 과정으로 설명된다. 급격히 어두워지는 이유는 항성에서 분출된 물질들이 빠르게 응축되어 항성에서 나오는 빛을 가리기 때문이다.[4] ISO/ESA의 관측 결과 이 별은 어두워졌을 때도 적외선 영역에서의 밝기는 크게 변하지 않았으며, 이를 통해 별 주위의 탄소 및 질소가 풍부한 화합물이 항성의 빛을 가리고 있음을 알게 되었다.[4] 항성에서 나온 물질들은 탄소 구름 형태로 응축되어 항성의 지름의 20배 정도 되는 영역까지 확장되어 존재한다.[5]

4. 물리적 성질

북쪽왕관자리 R은 분광형 G0Iep의 황색 초거성으로, 탄소 흡수선이 강하고, 수소 흡수선이 매우 약한 특징을 보인다. 이는 별의 대기에 수소가 결핍되고 탄소가 과잉으로 존재한다는 것을 나타낸다. 항성의 대기는 약 90%가 헬륨이고 1% 미만이 수소이며, 나머지는 대부분 탄소로 구성되어 있다.

맥동 변광성 모델링 결과, 질량은 태양 질량의 0.8-0.9배로 추정된다. 최대 밝기에서의 온도는 6,900K로 비교적 잘 알려져 있다.

거리는 정확히 알려져 있지 않지만, 약 1.4 킬로파섹(kpc)으로 추정된다. 가이아 데이터 릴리스 1의 시차 역시 1.4 kpc의 거리를 제공하지만, 오차가 상당하다. 절대 등급은 -5, 광도는 태양 광도의 약 19,000배, 반지름은 태양 반지름의 약 100배로 추정된다.

4. 1. 스펙트럼

북쪽왕관자리 R의 최대 광도에서의 스펙트럼은 늦은 F형 또는 초기 G형 황색 초거성의 스펙트럼과 유사하지만, 몇 가지 뚜렷한 차이점을 보인다. 수소 선은 약하거나 없는 반면, 탄소 선과 시안(CN) 및 C2의 분자 띠는 예외적으로 강하게 나타난다.[2] 헬륨 선과 칼슘 등의 금속 선도 관측된다.

밝기가 감소하는 동안 스펙트럼은 더욱 가변적으로 변하며, 정상적인 흡수 스펙트럼이 방출선으로 대체된다. 특히 HeI, CaII, NaI 및 기타 금속에서 이러한 현상이 두드러지게 나타난다. 이 단계에서 방출선은 일반적으로 매우 좁으며, 헬륨 방출선은 때때로 P 시그니 프로파일을 보이기도 한다.

깊은 최소 상태에서는 많은 금속 선이 사라지지만, Ca 이중선은 강하게 남아있다. 때때로 [OI], [OII], [NII]의 금지된 "성운" 선이 감지되기도 한다.

최대 광도 상태의 스펙트럼은 북쪽왕관자리 R의 수소가 매우 부족하고 헬륨이 주성분이며, 탄소가 크게 증가했음을 보여준다. 최소 상태의 스펙트럼은 광구를 가리는 탄소 구름이 형성되었음을 나타내며, 때때로 채층 선이 관측되기도 한다.[2]

5. 항성 주위 물질

허블 우주 망원경 관측 결과, 북쪽왕관자리 R 주위에 광범위한 먼지 구름이 존재하는 것이 확인되었다. 이 먼지 구름은 별의 항성풍과 관련된 미세 먼지(직경 약 5 nm)와 주기적으로 방출되는 더 거친 먼지(직경 약 0.14 μm)로 구성되어 있다. 가림 현상은 팽창하는 전선의 충격파 영역에서 탄소 구름이 응축되면서 별에 더 가까이서 일어나는 것으로 보인다. 별에서 방출되는 먼지 "퍼프"는 표면에서 약 85 태양 반지름 거리에서 응축되며, 혜성 모양의 매듭으로 관측되기도 한다.

항성에서 나온 물질들은 탄소 구름 형태로 응축되어 항성 지름의 20배 정도 되는 영역까지 확장되어 존재한다.[5] 1999년 이후 북쪽왕관자리 R이 점진적으로 밝아지고 있는데, 이는 별을 가리고 있던 화합물들이 항성의 복사압에 의해 불려 나가면서 본체가 다시 드러나기 때문으로 보인다.[6] 또한 25 K에서 먼지를 포함하는 너비 약 4 pc의 2 태양 질량 껍질이 존재하며, 이는 화석 행성상 성운일 가능성이 있다.

6. 형성 기원

북쪽왕관자리 R형 변광성의 형성에 대해서는 두 가지 주요 모델이 제시된다. 하나는 두 개의 백색 왜성의 병합이고, 다른 하나는 후(後)-점근거성가지 별에서의 매우 늦은 헬륨 섬광이다. 후-AGB 별의 모델에 따르면 북쪽왕관자리 R과 같은 별은 약 0.6 태양질량을 가질 것이며, 따라서 탄소-산소 백색 왜성과 헬륨 백색 왜성의 병합으로 형성되었을 것으로 생각된다. 대기에서 상당량의 리튬이 검출된 것은 늦은 헬륨 섬광 가설을 지지하는 증거로 여겨진다. 후-AGB 별의 진화 모델은 북쪽왕관자리 R의 질량을 0.66 태양질량으로 제시하지만, 오차가 상당히 크다.

7. 관측 방법

북쪽왕관자리 R은 α별과 ι별 사이에 위치한다. 북쪽왕관자리는 목동자리와 헤라클레스자리 사이에 있으며, 목동자리의 가장 밝은 별인 아크투루스(0등급)에서 쉽게 찾을 수 있다. 북쪽왕관자리는 형태가 알아보기 쉽지만, 가장 밝은 별인 α별을 제외하면 어두운 별들뿐이므로, 도시에서는 육안으로 찾기 어려우며, 쌍안경으로 찾으면 쉽게 발견할 수 있다. 평상시 밝기는 약 6등급으로 날씨가 좋으면 맨눈으로 볼 수 있으며, 쌍안경을 이용하면 쉽게 관측할 수 있다.

참조

[1] 간행물 The International Variable Star Index (VSX)
[2] 웹사이트 Corona Borealis http://www.astrofili[...] 2008-11-23
[3] 웹사이트 Star Caught Smoking http://www.eso.org/p[...] 2008-11-23
[4] 웹사이트 Variable Star of the Month https://web.archive.[...] 2008-11-23
[5] 웹사이트 R Coronae Borealis http://www.seds.org/[...] 2008-11-23
[6] 웹사이트 UBVJHKLM photometry and modeling of R Coronae Borealis http://www.aanda.org[...] 2008-11-23
[7] 웹사이트 The Recent Fade of R Coronae Borealis http://www.astronomy[...] 2008-11-23
[8] 웹사이트 R Coronae Borealis Stars - Sooty and Sweet http://www.starman.c[...] 2008-11-23


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