플레이오네 (항성)

1. 개요

플레이오네는 황소자리에 위치한 별로, '28 Tauri' 또는 'BU Tauri'로도 불리며, 그리스 신화 속 오케아니스 님프 플레이오네의 이름을 따서 명명되었다. 겉보기 등급이 +5.05로 맨눈으로 관측하기는 어렵지만, 플레이아데스 성단 내 다른 별들과 함께 10월 새벽 동쪽 하늘에서 관측할 수 있다. 이 별은 청백색의 B형 주계열성이며, 비이형 별의 특징을 보여주는 특이한 별로, 35년을 주기로 밝기 변화를 보인다. 플레이오네는 쌍성계의 일원이며, 지구와의 거리는 측정 방법에 따라 논쟁이 있어왔으며, 가이아 계획의 관측 결과로 정리될 것으로 보인다.

2. 명칭

플레이오네는 '28 Tauri'라는 명칭과 'BU Tauri'라는 명칭을 가지고 있다. '플레이오네'라는 이름은 그리스 신화의 플레이아데스 일곱 자매의 어머니인 님프 플레이오네에서 유래했다. 2016년 국제천문연맹(IAU)은 이 별의 고유 명칭을 '플레이오네'로 공식 승인했다.

3. 관측

플레이오네는 겉보기 등급이 +5.05로 맨눈으로 관측하기 어렵다. 특히, 3.7배 더 밝은 아틀라스가 5분각 이내 거리에 있어 식별이 더욱 어렵다. 매년 10월 새벽, 해가 뜨기 전 동쪽 하늘에서 플레이아데스성단의 다른 별들과 함께 떠오르는 것을 볼 수 있다. 12월부터 해 질 녘에 관측 가능하며, 2월 중순까지는 남위 66도 아래 지역을 제외한 지구 대부분 지역에서 볼 수 있다. 남아프리카 공화국 케이프타운에서도 플레이오네는 지평선 위로 약 32도까지 떠오른다. 4월 말에는 서쪽 지평선 부근에서 해가 진 직후 잠시 보이다가 진다.

플레이오네는 카시오페이아자리 감마형 변광성으로 분류되며, 밝기는 4.8에서 5.5 등급 사이에서 변한다. SIMBAD 천체 데이터베이스에는 분광형을 B8IVev로 표기하고 있으나, 최근 연구 결과에 따르면 B8IVpe로 약간 다르다. "ev"는 '분광 방출량이 강해졌다가 약해지는 것을 반복함'을 뜻하며, "pe"는 '특이성을 보이는 방출선'을 의미한다. 플레이오네의 pe 방출선은 별주위 원반 때문에 생기는 것으로, 이 원반을 이루는 물질은 별로부터 뿜어져 나온 것이다.

플레이아데스성단과 지구 사이 거리에는 논란이 있는데, 플레이오네도 이 논쟁에서 예외는 아니다. 시차를 이용한 측정법이 가장 보편적이지만, 측광학적·분광학적 관측법도 중요하다. 히파르코스 위성 이전에는 약 440 광년(135 파섹)으로 예상되었으나, 히파르코스 자료에 따르면 388 ± 3.2 광년(119 ± 1.0 파섹)으로 나타나 논쟁이 일어났다. 2004년 허블 우주 망원경 측정 결과는 440 광년이 맞다고 주장했지만, 2009년 연구 결과는 392.0 ± 6.0 광년(120.2 ± 6.0 파섹)으로 히파르코스에 더 근접했다. 이 논란은 가이아 계획의 관측 결과로 정리될 것으로 보인다.

4. 물리적 특징

플레이오네는 청백색의 B형 주계열성으로, 표면 온도는 약 12,000,000이다. 분광형은 SIMBAD에서는 B8Vne으로 분류하지만, 최근 연구에서는 B8IVpe 또는 B8Vpe로 분류한다. 여기서 "n"은 "굵은 선", "e"는 "휘선", "p"는 "특이"를 의미하며, 플레이오네의 경우 "특이한" 휘선은 항성에서 방출된 물질로 만들어진 주변 가스 원반에서 유래한다.

복사 광도는 별까지의 거리를 대략 120 파섹으로 가정할 경우 태양의 약 190배이다. 반지름은 태양의 약 3.2배, 질량은 태양의 약 3.4배로, 플레이아데스성단 내 다른 밝은 별들에 비해 작고 어두운 편이다. 예를 들어, 바로 옆에 있는 알키오네는 반지름이 태양의 10배, 광도는 태양의 2,400배로 플레이오네보다 훨씬 크다.

4.1. 비이형 별 (Be Star)

플레이오네는 비이형 별 중에서도 특이한 성질을 보인다. 오토 슈트루페는 1942년 플레이오네를 "플레이아데스성단에서 가장 흥미로운 구성원"이라고 평가했다.

플레이오네는 '활발하고 뜨거운 항성'으로 불리는 전형적인 비이형 별이다. 주계열과 비슷하지만 스펙트럼에 흡수선 대신 방출선(emission line)이 나타나는 특징이 있다. 이 방출선은 별 주위에 가스 원반이 존재한다는 증거이며, 별주위 원반에서 나오는 전자기 복사가 플레이오네의 밝기 변화에 영향을 준다.

플레이오네의 자전 속도는 초당 329 킬로미터로 매우 빠르며, 이는 항성이 파괴되는 속도에 근접한 수치이다. 태양의 자전 주기가 25.3일인데 비해, 플레이오네는 11.8시간 만에 한 바퀴 회전한다.

플레이오네는 일반적인 B형 주계열성, 비이형 별, 껍질별의 세 가지 형태를 번갈아 보여주는 특이한 별이다. 이는 별주위 원반이 나타났다가 사라지기를 반복하기 때문으로 보이며, 때로는 여러 개의 원반이 동시에 존재하기도 한다. 1972년에 생성된 원반과 2005년에 생성된 새로운 원반이 서로 다른 각도로 기울어져 있는 이중 원반 구조를 보인다.

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5. 항성계

플레이오네는 쌍성으로, 짝별의 존재가 확인되었지만 궤도 요소는 완전히 밝혀지지 않았다. 1996년 일본·프랑스 천문학자들은 플레이오네가 단선(single-lined) 분광 쌍성으로 공전주기 218.0일에 궤도이심률은 0.6임을 알아냈다. 워싱턴 이중성 목록에는 플레이오네 구성원 둘 사이의 각거리를 0.2 초각으로 기록하고 있는데, 지구로부터의 거리를 391광년으로 가정하면 주인별과 짝별 사이는 약 24 천문단위(AU) 떨어져 있다.

6. 지구와의 거리

플레이오네와 지구 사이 거리는 측정 방법에 따라 논쟁이 있어 왔다. 시차를 이용한 측정법이 가장 보편적이지만 측광학적·분광학적 관측법도 중요한 위치를 차지하고 있다. 히파르코스 위성을 쏘아올리기 전 플레이오네와 지구 사이 예상거리는 약 135pc이었다. 그러나 히파르코스 자료로 1997년 출판된 목록에 따르면 그 값은 훨씬 줄어들어 약 119pc이었고 이 차이는 천문학자들 사이에 격렬한 논쟁이 일어나게 만들었다. 일부 천문학자들 주장처럼 만약 히파르코스의 측정값이 정확하다면 플레이아데스 성단 내 별들은 태양과 같은 보편적인 주계열 모형보다 어두워지며 이는 항성 구조 이론의 기초적 개념을 흔들게 된다.

2004년 허블 우주 망원경이 파인 가이던스 센서로 찍은 간섭계 측정값을 칼테크와 미국 항공 우주국 제트 추진 연구소가 합동연구한 결과에 따르면 거리는 원래 알고 있던 135pc이 맞다고 한다. 그런데 2009년 연구결과에 따르면 시차는 8.32 ± 0.13 밀리초각으로(이 오차범위는 매우 작은 값이다.) 거리로 환산하면 120.2pc으로 앞의 두 값과는 또 다르나 히파르코스에 보다 근접한 자료이다. 이 거리 논란은 2012년 말 발사한 가이아 계획의 관측 결과로 정리될 것으로 보인다.

7. 문화 속 플레이오네

그리스 신화에서 플레이오네는 그리스 킬레네 산에 사는 오케아니스 중 한 명으로, 바다의 님프이자 아틀라스의 아내이자 휘아스, 휘아데스, 플레이아데스의 어머니였다.

'플레이오네'라는 이름은 '항해하다'라는 뜻의 그리스어 단어 'πλεῖν' (pr. ple'-ō)에서 유래했다는 설이 가장 유력하다. 다른 설로는 '풍부함', '더', '가득 참'을 뜻하는 그리스어 'Πλειόνη'에서 왔다는 설과, 비둘기 떼를 의미하는 고대 그리스어 '플레이아데스'(Πελειάδες)에서 유래했다는 설이 있다.

이 별은 플램스티드 명칭으로 28 토리이며, 변광성 명칭으로는 BU 토리이다. 국제천문연맹(IAU)은 2016년 별의 고유 이름을 목록화하고 표준화하기 위해 별 이름 워킹 그룹(WGSN)을 조직했는데, '플레이오네'가 승인되어 현재 IAU 별 이름 목록에 등재되어 있다.

7.1. 신화

그리스 신화에서 플레이오네는 그리스 킬레네 산에 사는 오케아니스 중 한 명이다. 오케아니스는 티탄족 오케아노스와 테튀스 사이에서 태어난 3,000명의 딸들이다. 그리스 신화에 나오는 님프는 자연물의 정령으로, 이 중 오케아니스는 바다의 정령이다. 오케아니스는 하급 신임에도 자연계의 수호자로 크게 존경받았다. 이들은 각자 바다, 강, 호수, 시냇물, 구름 등 물로 이루어진 것들을 보호하고 그 활동을 관리했다. 플레이오네는 바다의 님프이자 아틀라스의 아내이자 휘아스, 휘아데스, 플레이아데스의 어머니였다.

7.2. 어원

'플레이오네'라는 이름의 어원에 대해서는 여러 가지 설이 있다. 가장 유력한 설은 '항해하다'라는 뜻의 그리스어 단어 'πλεῖν' (pr. ple'-ō)에서 유래했다는 것이다. 이는 고대 그리스가 바다와 친화적인 문화를 가졌고, 플레이오네가 그리스 신화에서 바다의 님프인 오케아니스로 등장한다는 점에서 설득력이 있다. 이 때문에 플레이오네는 '항해하는 여왕'으로, 그녀의 딸들은 '항해하는 자들'로 불리기도 한다. 또한, 이 별들은 고대 항해철에 하늘에 나타났는데, 뱃사람들은 액운을 피하고자 플레이아데스가 밤하늘에 보일 때만 배를 몰았다.

다른 설로는 '풍부함', '더', '가득 참'을 뜻하는 그리스어 'Πλειόνη'에서 왔다는 설이 있다. 이는 구약성서에 나오는 '키마(Kīmāh)'와 플레이아데스를 뜻하는 아랍어 단어 '알 투라야'와 같은 의미이다.

마지막으로, 비둘기 떼를 의미하는 고대 그리스어 '플레이아데스'(Πελειάδες)에서 유래했다는 설이 있다. 이는 제우스가 오케아노스의 딸들을 비둘기로 바꾸었고, 이를 오리온이 밤하늘을 가로지르며 따라다닌다는 그리스 신화에서 비롯된 것이다.

이 별은 플램스티드 명칭으로 28 토리이며, 변광성 명칭으로는 BU 토리이다. 국제천문연맹(IAU)은 2016년 별의 고유 이름을 목록화하고 표준화하기 위해 별 이름 워킹 그룹(WGSN)을 조직했는데, WGSN이 승인한 첫 번째 이름 목록에 '플레이오네'가 포함되어 현재 IAU 별 이름 목록에 등재되어 있다.