Ap/Bp 별

1. 개요

Ap/Bp 별은 일반적인 A형 별이나 B형 별보다 강한 자기장을 가진 별이다. 자기장은 수 kG에서 수십 kG 범위에 이르며, 사선 회전자 모델로 설명된다. 자기장 생성 원인에 대한 두 가지 가설이 제시되었지만, 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. Ap 별 표면에는 특정 원소가 과잉으로 존재하는 특이 원소 분포가 나타나며, 빠르게 진동하는 Ap 별(roAp 별)은 밀리 등급의 광도 변화와 스펙트럼 선의 시선 속도 변화를 보인다.

2. 자기장

Ap/Bp 별은 일반적인 A형 또는 B형 별보다 훨씬 강한 자기장을 가지고 있다. HD 215441의 경우 33.5kG(3.35T)에 이르는 강한 자기장이 관측된다. 일반적으로 Ap/Bp 별의 자기장은 수 kG에서 수십 kG에 이른다.

대부분 이 자기장은 단순한 쌍극자 형태로 모델링될 수 있다. 별의 자전축과 자기장 축이 일치하지 않기 때문에 별이 자전하면서 자기장 세기가 주기적으로 변하는 것처럼 보인다. 이러한 모델을 사선 회전자 모델이라고 부른다. 자기장의 변화는 자전 속도와 관련이 있다고 생각된다.

2.1. 자기장 생성 원인

Ap 별의 강한 자기장이 어떻게 생성되는지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았으며, 크게 두 가지 가설이 제시되고 있다.

* 화석장 가설: 성간 물질에 존재하던 초기 자기장이 별이 형성되는 과정에서 남아있다는 가설이다. 이 가설에 따르면, 양극성 확산으로 인해 일반적인 별의 자기장은 감소해야 한다. 또한, 자기장이 오랜 시간 동안 안정적으로 유지될 수 있는지, 그리고 왜 일부 A형 별에서만 강한 자기장이 나타나는지에 대한 설명이 필요하다.

* 발전기 작용 가설: Ap 별의 회전하는 핵 내부에서 발전 작용(다이너모 작용)에 의해 자기장이 생성된다는 가설이다. 이 모델에서는 자기장이 회전축과 나란하거나 90° 각도를 이루어야 하는데, 실제 관측되는 자기장과는 차이가 있다. 또한, Ap 별의 느린 자전 속도로 인해 강한 쌍극자장이 생성될 수 있는지에 대한 의문도 제기된다.

3. 특이 원소 분포 (풍부점)

Ap 별 표면의 특정 영역에는 특정 원소들이 과잉으로 존재하며, 이러한 공간적 분포는 자기장의 기하학과 관련이 있는 것으로 보인다. 이러한 별들 중 일부는 수 분 주기의 맥동으로 인해 시선 속도 변화를 보이기도 한다. 고해상도 분광법 관측과 도플러 영상 기법을 통해 별 표면의 지도를 작성하고, 특이 원소가 풍부한 영역(풍부점)을 확인할 수 있다.

4. 빠르게 진동하는 Ap 별 (roAp 별)

빠르게 진동하는 Ap 별(roAp 별)은 Ap 별의 하위 집합으로, 밀리 등급의 광도 변화와 스펙트럼 선의 시선속도 변화를 보인다. 최초로 발견된 roAp 별은 HD 101065(프리지빌스키 별)이다. 이 별들은 주계열성의 방패자리 δ 불안정대 하단에 위치한다. 현재까지 35개의 roAp 별이 알려져 있다. roAp 별의 맥동 주기는 5분에서 21분 사이이며, 고차 배음, 비방사, 압력 모드로 맥동한다.