HE1327-2326

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1. 개요
2. 화학 조성
- 2.1. 탄소 과잉 금속 결핍성 (CEMP) 별
3. 별 형성 가설
- 3.1. 금속량이 적은 제2세대 별 가설
- 3.2. 제1세대 별 생존 가설
4. 관측 역사
참조

1. 개요

HE 1327-2326은 2005년 발견 당시 금속량이 가장 적은 별로, 철 원자의 금속함량 ([Fe/H])이 태양의 25만 분의 1 수준이다. 탄소 과잉 금속 결핍성(CEMP) 별로, 철에 비해 탄소 비율이 높으며, 니켈 흡수선이 확인되었으나 리튬 흡수선은 검출되지 않았다. HE 1327-2326의 별 형성 가설로는 제1세대 초대질량별의 초신성 폭발 잔해에서 태어난 제2세대 항성일 가능성과, 제1세대 별의 생존자일 가능성이 제기된다. 이 별은 유럽 남방 천문대의 라 실라 천문대에서 퀘이사 탐색을 위한 전천 탐사 관측 중 발견되었으며, 2004년 스바루 망원경을 통해 자세한 화학 조성이 밝혀졌다.

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HE1327-2326
기본 정보
HE 1327-2326의 위치 (빨간색 원으로 표시)
관측 정보
성표	J2000.0 (ICRS)
별자리	바다뱀자리
겉보기 등급	13.5
측성학적 정보
고유 운동 (적경)	-52.524±0.040 밀리초/년
고유 운동 (적위)	45.498±0.035 밀리초/년
시차	0.8879
시차 오차	0.0235
세부 정보
질량	0.7 태양 질량
표면 온도	6,180 K
식별 정보
명칭	SPM3.2 4266486, 2MASS J13300595-2341497, 가이아 DR2 6194815228636688768
심바드	HE+1327-2326
추가 정보
별의 종류	준거성 극초금속결핍별 (HMP별) 화학 특이성
발견 연도	2000년
발견자	함부르크/ESO 탐사
발견 장소	라 실라 천문대 (칠레)
발견 방법	슈미트식 망원경을 사용한 소천 관측
나이	약 130억 년

2. 화학 조성

HE 1327-2326은 2005년 발견 당시 알려진 별들 중 금속량이 가장 적은 별이었다. 금속함량 지표 [Fe/H] 값은 -5.4로, 태양에 비해 철 원자가 25만 분의 1 비율로 존재한다. 2019년에는 [Fe/H] = -5.71이라는 더 낮은 값이 제시되었다. 이처럼 금속량이 극히 적은 별은 극초금속결핍성(HMP, hyper-metal-poor star)으로 분류된다.

탄소와 질소의 양이 많은 것도 특징이다. 2019년 연구에서 [C/Fe]는 4.18로 측정되었는데, 이는 철에 비해 탄소 비율이 매우 높다는 것을 의미한다. [O/Fe] 값은 2.5 또는 2.8로 추정되는데, 이는 준거성의 값([O/Fe] < 3.0)과 모순되지 않는다. 비슷한 별인 HE 0107-5240과 비교하면 Mg/Fe와 Sr/Fe 비율이 높다.

2. 1. 탄소 과잉 금속 결핍성 (CEMP) 별

HE 1327-2326은 철 함량이 극도로 낮으면서 탄소 함량이 상대적으로 높은 별로, 탄소 과잉 금속 결핍성 (CEMP) 별이라고 불린다. 2019년 연구에 따르면 HE 1327-2326의 [Fe/H]는 -5.71인데 반해 [C/Fe]는 4.18이다. 이는 태양과 비교하여 철 원자는 약 50만 분의 1의 비율로만 포함되어 있는 반면, 탄소:철의 비율은 1만 5000배에 달한다는 것을 의미한다.

이러한 별들의 탄소 함량은 별 내부에서의 핵융합을 통해 생성된 중원소로 추정된다. HE 1327-2326에서는 니켈의 약한 흡수선이 확인되었으나, 감지 가능한 리튬의 흡수선은 발견되지 않았다.

3. 별 형성 가설

HE 1327-2326과 같이 금속량이 적고 탄소량이 많은 항성의 형성에 대해 다음과 같은 여러 가설이 제시되고 있다.

금속 함량이 거의 없는 제1세대 초대질량별이 초신성 폭발을 일으킬 때, 중원소를 거의 방출하지 않는 특이한 폭발이 있었다는 가설이 있다. 이 경우 HE 1327-2326은 초신성 잔해에서 태어난 제2세대 항성이라는 것이다.
HE 1327-2326은 제1세대 별의 생존자라는 설이 있다. 이 설에 따르면, HE 1327-2326이 준거성 단계에 있다는 점이 문제가 된다.

3. 1. 금속량이 적은 제2세대 별 가설

금속 함량이 거의 없는 제1세대 초대질량별이 초신성 폭발을 일으킬 때, 중원소를 거의 방출하지 않는 특이한 폭발이 있었다는 가설이 있다.^[1] 이 경우 HE 1327-2326은 초신성 잔해에서 태어난 제2세대 항성이라는 것이다. 이때, 대응하는 제1세대 항성은 태양 질량의 수십 배를 가질 것이다.^[1] 이 가설은 HE 0107-5240과 비교했을 때 원소 조성 비율의 차이도 설명할 수 있다.^[1]

3. 2. 제1세대 별 생존 가설

HE 1327-2326은 제1세대 별의 생존자라는 설이 있다.^[1] 이 설에 따르면, HE 1327-2326이 준거성 단계에 있으며,^[2] 주계열성에 가깝다는 점이 문제가 된다. HE 0107-5240은 거성까지 진화했기 때문에 내부에서 원소 합성이 어느 정도 진행되었지만, HE 1327-2326은 그만큼 진화하지 않아 표면이 내부 합성 원소의 영향을 받지 않은 것으로 추정되기 때문이다. 검출되는 원소에 대한 설명으로는 성간 물질에서 HE 1327-2326 표면으로의 미세한 강착, 그리고 경원소 공급원의 필요성이 제기된다. 이 경우, 비교적 질량이 큰 별과 HE 1327-2326이 쌍성을 이루고, 먼저 수명을 다한 별에서 경원소가 공급되었다고 추정할 수 있다. 그러나 쌍성이라는 증거가 발견되지 않았다는 점이 문제로 남는데, 이는 먼저 수명을 다한 별이 백색 왜성이 되어 어둡고 차가워져 검출하기 어렵기 때문이라고 설명된다. 또한 초기 우주에서 어떻게 저질량 별이 생성되는지도 이 가설의 문제점으로 남아있다.

4. 관측 역사

유럽 남방 천문대의 라 실라 천문대에 설치된 구경 1미터 슈미트식 망원경을 이용한 퀘이사 탐색을 위한 전천 탐사 관측에서 밝은 금속 결핍성 별 1,777개 중 하나로 발견되었다. 2003년, 같은 천문대의 3.6미터 망원경을 이용한 관측에서 극단적으로 금속량이 적은 것이 밝혀졌고, 2004년 스바루 망원경의 고분산 분광기(HDS)를 이용한 분광 관측으로 자세한 화학 조성이 밝혀졌다.

참조

_[1] 논문 The Optical Gravitational Lensing Experiment. Additional Planetary and Low-Luminosity Object Transits from the OGLE 2001 and 2002 Observational Campaigns http://adsabs.harvar[...] 2003-06
_[2] 논문 Nucleosynthetic signatures of the first stars 2005

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