큰개자리 VY

3. 물리적 특성

매우 크고 밝은 별인 큰개자리 VY는 은하수에서 가장 극단적인 별 중 하나이며, 이하의 유효 온도를 가지고 있다. 정확한 광도와 온도는 불확실하지만, HR도표의 오른쪽 상단에 위치한다. 별의 대부분의 특성은 거리에 직접적으로 의존한다.

이 별은 동반성이 없기 때문에 중력 상호 작용을 통해 질량을 직접 측정할 수 없다. 유효 온도와 광도를 바탕으로 추정한 초기 질량은 25태양 질량이었지만 현재 질량은 15태양 질량이다. 회전하지 않는 별의 경우 초기 질량은 32태양 질량이었지만 현재 질량은 19태양 질량으로 감소했다. 이전 연구에서는 초기 질량이 이보다 더 큰 40~60태양 질량인 것으로 추정하기도 했다.

에밀리 르베스크가 제안한 온도 척도를 사용하면, 이 별의 유효 온도는 3,450~3,535K 사이로 추정된다.

큰개자리 VY는 강한 항성풍을 가지고 있으며, 높은 광도와 매우 낮은 표면 중력으로 인해 많은 물질을 잃고 있다. 연간 평균 6E-4의 질량 손실률을 보이는데, 이는 알려진 것 중 가장 높은 수준이며, 적색초거성에게도 이례적으로 높다. 이는 광대한 외피에서 증명된다. 따라서, 질량이 큰 별의 진화 말기에 나타나는 높은 질량 손실 에피소드를 이해하는 데 중요한 지표가 된다. 최대 질량 손실 사건 동안 질량 손실률은 아마도 연간 1E-3을 초과했을 것이다.

이 별은 70년, 120년, 200년, 250년 전에 대규모의 질량 손실 사건을 일으켰으며, 이는 아마도 대류에 의해 발생했을 것이다. 1985년에서 1995년 사이에 별이 방출한 덩어리는 수산화물 메이저 방출의 원천이다.

허블 우주 망원경 관측에 따르면, 가스가 주변 약 1광년에 걸쳐 둘러싸고 있으며, 가장 바깥쪽 것은 약 1천 년 전에, 가장 최근 것은 약 50년 전에 유출된 것으로 보인다.^[11]

3. 1. 크기

3. 1. 1. 크기에 관한 논쟁

• 극대거성설: 미네소타 대학교 교수 로버타 험프리는 2006년에 큰개자리 VY의 반지름이 대략 태양의 1,800~2,100배라고 추정했다.^[20] 이 크기대로라면 큰개자리 VY는 이론적으로 항성이 부풀어 오를 수 있는 한계보다 더 커진 상태이며, 비슷한 분광형의 별 표면 온도가 내려갈 수 있는 하한선보다 더 차가운 상태이다.
• 적색 초거성설: 메시, 리베스크, 플레즈는 큰개자리 VY가 태양 반지름의 약 600배 정도인 평범한 적색 초거성이라고 주장했다.^[21]
• 중간 크기: 험프리와 메시의 측정값 중간 정도의 크기와 밝기를 가진다는 연구 결과도 나왔다.^[22][23] 이 경우 큰개자리 VY는 적색 초거성 중에서도 극도로 밝고 거대한 부류에 속하며, 별의 방출 스펙트럼과 높은 질량 손실률을 고려하면 극대거성으로 분류할 수도 있다.

3. 2. 밝기

3. 3. 질량 및 온도

3. 4. 질량 손실

4. 별주위 환경

큰개자리 VY는 과거 짝별로 오인되기도 했던, 복잡한 구조의 성운으로 둘러싸여 있다.^[26] 허블 우주 망원경 관측 결과, 성운은 과거 폭발로부터 생겨난 노끈 및 원호 모양의 구조를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 황색 극대거성 IRC+10420 주변에서도 이와 비슷한 구조가 발견되었는데, 이를 통해 천문학자들은 큰개자리 VY의 진화 경로를 예측할 수 있게 되었다. 큰개자리 VY는 쭈그러들어 황색 극대거성이 된 뒤 밝은 청색변광성이 되었다가 최종적으로는 볼프-레이에별으로 진화할 것으로 예상된다.^[27]

5. 거리

큰개자리 VY는 지구에서 멀리 떨어져 있어 연주시차 오차가 크기 때문에 정확한 거리를 측정하기 어렵다.^[29] 1976년 찰스 라다와 마크 레이드는 큰개자리 VY 근처의 분자 구름(Sh2-310)을 발견하고, 이 구름과 NGC 2362 성단과의 거리를 바탕으로 큰개자리 VY의 거리를 약 으로 추정했다.^[17][30][31]

6. 변광성

큰개자리 VY는 6.5등급에서 9.6등급 사이에서 밝기가 변하는 변광성이다.^[9][10] 변광성 종합 목록(GCVS)에서는 이 별을 반규칙 변광성 중에서도 SRC형으로 분류하는데, 이는 차가운 초거성이 불규칙하게 밝기가 변하는 경우를 나타낸다.^[9] 반면, 미국 변광성 관측자 협회(AAVSO)에서는 LC형 느린 불규칙 변광성으로 분류한다.^[10]

큰개자리 VY의 맥동 주기는 956일 정도로 추정되지만, 1,600일 또는 2,200일이라는 다른 주장이 보고되기도 했다.

7. 진화

큰개자리 VY는 매우 진화된 별이지만, 1천만 년 미만의 비교적 젊은 별이다. 이 별은 (태양 반지름) 크기의 뜨겁고 밀도가 높은 O9 주계열성에서 진화했을 가능성이 높다. 질량이 크기 때문에 빠르게 진화하여, 주계열 단계를 벗어난 지 100만 년 이상 되었을 가능성이 매우 높다.

미래에는 대부분의 차가운 초거성처럼, 초신성으로 폭발할 것이다. 헬륨을 탄소로 대량 융합하기 시작했으며, 베텔게우스처럼 질량을 잃고 있어 앞으로 10만 년 이내에 초신성으로 폭발할 것으로 예상된다. 폭발하기 전 더 높은 온도로 돌아갈 가능성도 있다. 이 별은 매우 불안정하며, 분출과 같은 엄청난 질량 손실을 겪고 있다.

큰개자리 VY는 두 번째 적색 초거성 단계에 있는 별의 후보로 추측되지만, 아직 확인되지 않았다.^[7]

이 별은 다음과 같은 결과 중 하나를 낼 것이다.

• 적당히 밝고 오래 지속되는 II형 초신성 (SN IIn)
• 하이퍼노바
• 초발광 초신성 (SLSN)
• 덜 가능성이지만, Ib형 초신성

참조

_[1] 논문 The Young Cluster NGC 2362 https://ui.adsabs.ha[...] 2005-10-01
_[2] 웹사이트 Sh 2-310 http://galaxymap.org[...] 2024-06-16
_[3] 논문 A new star-forming region in Canis Major 2016-07-01
_[4] 논문 CO observations of a molecular cloud complex associated with the bright rim near VY Canis Majoris. https://ui.adsabs.ha[...] 1978-01-01
_[5] 논문 The 2001 US Naval Observatory Double Star CD-ROM. I. The Washington Double Star Catalog https://ui.adsabs.ha[...] 2001-12-01
_[6] 논문 VY Canis Majoris. II. Interpretation of the Energy Distribution https://ui.adsabs.ha[...] 1970-11-01
_[7] 논문 LBVs, hypergiants and impostors — the evidence for high mass loss events 2016-07
_[8] 간행물 Fundamental properties and atmospheric structure of the red supergiant VY Canis Majoris based on VLTI/AMBER spectro-interferometry 'Astronomy & Astrophysics' http://www.aanda.org[...]
_[9] 간행물 GCVS Query = VY CMa http://www.sai.msu.s[...]
_[10] 간행물 VSX : Detail for VY CMa https://www.aavso.or[...]
_[11] 간행물 ハッブル宇宙望遠鏡による観測 https://hubblesite.o[...]
_[12] 간행물 南フロリダ天文学会による紹介 http://www.theeyepie[...]
_[13] 웹인용 GCVS Query=VY CMa http://www.sai.msu.s[...] General Catalogue of Variable Stars @ Sternberg Astronomical Institute, Moscow, Russia 2010-11-24
_[14] 저널 Validation of the new Hipparcos reduction
_[15] 웹인용 SIMBAD basic query result: VY Canis Majoris http://simbad.u-stra[...] SIMBAD, Centre de Données astronomiques de Strasbourg 2009-09-08
_[16] 저널 The last gasps of VY Canis Majoris: aperture synthesis and adaptive optics imagery American Astronomical Society 1999-02-10
_[17] 저널 CO observations of a molecular cloud complex associated with the bright rim near VY Canis Majoris American Astronomical Society 1978-01-01
_[18] 저널 Bringing VY Canis Majoris down to size: an improved determination of its effective temperature 2006-08-01
_[19] 저널 Three somewhat overlooked facets of VY Canis Majoris Konkoly Observatory, Budapest 1971-12-07
_[20] 간행물 http://www.arxiv.org[...]
_[21] 간행물 http://www.arxiv.org[...]
_[22] 저널 Fundamental properties and atmospheric structure of the red supergiant VY CMa based on VLTI/AMBER spectro-interferometry 2012-04-05
_[23] 저널 Distance and Kinematics of the Red Hypergiant VY CMa: VLBA and VLA Astrometry 2012-01
_[24] 저널 The parameters R and Teff in stellar models and observations 1991-06
_[25] 저널 VY Canis Majoris: The Astrophysical Basis of Its Luminosity
_[26] 저널 Diffraction-limited speckle-masking interferometry of the red supergiant VY CMa
_[27] 저널 The Asymmetric Nebula Surrounding the Extreme Red Supergiant Vy Canis Majoris 2001-02
_[28] 저널 The Three-Dimensional Morphology of VY Canis Majoris. I. The Kinematics of the Ejecta
_[29] 웹인용 Stellar distances http://www.astronomy[...] 2006-10-31
_[30] 저널 The Discovery of a Molecular Cloud Associated with VY CMa
_[31] 저널 Kinematics of OB-associations and the new reduction of theHipparcosdata 2009