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VFTS 102

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목차

1. 개요

VFTS 102는 칠레 파라날 천문대의 VLT-Flames Tarantula Survey에 의해 발견된 별로, 타란툴라 성운 내에 위치한다. 이 별은 초속 약 610km에 달하는 매우 빠른 자전 속도를 특징으로 하며, 알려진 별들 중 가장 빠른 것으로 여겨진다. 이러한 빠른 자전으로 인해 별은 편평한 형태를 띨 것으로 예상되며, 주변에 플라즈마로 이루어진 원반 성운이 존재할 가능성이 있다. VFTS 102는 타란툴라 성운 내 다른 별들과 비교하여 시선 속도가 약 40km/s 정도 차이가 나는 도주성으로 여겨지며, 빠른 자전의 원인으로는 질량 이동, 천체 충돌, 초기 고속 자전, 핵의 각운동량 수송 등 다양한 가설이 제시되고 있다.

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VFTS 102
개요
VFTS 102 상상도
VFTS 102의 상상도
관측 정보
겉보기 등급15.806
별자리황새치자리
특징
분광형O9:Vnnne
B-V 색지수+0.293
U-B 색지수−0.879
주계열성 여부주계열
측정 정보
시선 속도228 km/s
고유 운동 (적경)7.3
고유 운동 (적위)2.1
거리164,000 광년 (50,000 파섹)
질량~ 25 태양 질량
자전 속도610 ± 30 km/s
광도~ 100,000 태양 광도
표면 온도36,000 ± 5000 K
표면 중력3.6 ± 0.5
식별 정보
다른 이름2MASS J05373924-6909510
참고 문헌
SIMBADVFTS 102

2. 명칭



VFTS 102의 명칭은 칠레 파라날 천문대에 있는 VLT를 사용한 유럽 남방 천문대의 대규모 전천 관측 ''VLT-Flames Tarantula Survey''에서 유래했다. VFTS는 이 관측의 약자이며, 102는 이 관측으로 얻어진 성표의 102번째 천체라는 의미이다.

3. 특징

VFTS 102는 자전 속도가 매우 빨라 적도에서의 자전 속도의 시선 방향 성분이 초속 약 610km(시속 약 220만km)에 달하며, 이는 알려진 별들 중에서 가장 빠른 수준이다. 이로 인해 강한 원심력이 발생하여 별이 평평한 형태를 띠고, 적도 부근에는 고온의 플라즈마로 이루어진 원반 성운이 생겼을 것으로 보인다. 실제로 분광 관측 결과 헬륨 원자의 휘선이 검출되어 별 주위에 성운 형태의 구조가 있다는 증거가 발견되었다. VFTS 102의 스펙트럼형은 O9: Vnnne형으로, 빠른 자전으로 인해 스펙트럼선이 넓게 퍼져 있고 휘선이 검출됨을 나타낸다. 또한, VFTS 102는 타란툴라 성운 내 다른 별들과 비교했을 때 시선 속도가 약 40km/s 정도 차이가 나 도주성으로 여겨진다.[4]

3. 1. 빠른 자전의 영향

VFTS 102의 가장 큰 특징은 자전 속도가 빠르다는 점이다. 별의 적도에서의 자전 속도의 시선 방향 성분은 초속 약 610km(시속 약 220만km)에 달하는 것으로 알려져 있으며, 알려진 별들 중에서 가장 빠르다고 여겨진다.[1][2] 그 결과로 생기는 강한 원심력으로 인해 별은 평평해지고 편평한 형태를 띨 것으로 예상된다.[3] 또한 적도 부근에는 고온의 플라즈마로 이루어진 원반 성운이 파생되었을 것으로 생각되며, 실제로 분광 관측 결과에서는 별 주위에 성운 형태의 구조가 있다는 증거로 보이는 헬륨원자의 휘선이 검출되었다.[3][4] VFTS 102의 스펙트럼형은 이러한 특성이 반영되어 O9: Vnnne형이 되었다. 이 스펙트럼형은 유효 온도의 오차가 크기 때문에 O9는 불확실하며(:), 고속 자전에 의해 스펙트럼선이 매우 넓게 퍼져 있고(nnn), 휘선이 검출되었다(e)는 것을 나타낸다.[4]

VFTS 102는 타란툴라 성운 내의 다른 별들과 비교했을 때 시선 속도가 대략 40km/s 정도 차이가 나며, 도주성으로 여겨진다.[4]

3. 2. 도주성

VFTS 102는 타란툴라 성운 내의 다른 별들과 비교했을 때 시선 속도가 대략 40km/s 정도 차이가 나며, 도주성으로 여겨진다.

3. 3. 빠른 자전의 원인

VFTS 102의 빠른 자전 속도에 대해서는 질량 이동과 천체 충돌, 그리고 형성 시점부터 빨랐다는 가설, 주계열성 진화 과정에서 핵의 각운동량이 표면으로 전달되었다는 가설 등 여러 가설이 제기되고 있다.[13]

3. 3. 1. 질량 이동 가설

VFTS 102의 자전이 이토록 빨라진 원인으로는, 주로 두 가지 가설이 제기되고 있다. 하나는 질량 이동에 의한 것이고, 다른 하나는 천체의 충돌에 의한 것이다[13]。

근접 쌍성・접촉 쌍성에서는, 항성 간 질량 이동이 일어나면, 질량이 강착된 항성은 그 각운동량을 받아 자전이 가속된다는 것이 이전부터 이론적으로 예측되었다。VFTS 102의 고속 자전을 밝힌 VFTS팀의 멤버들은 이 시나리오를 지지하며, 질량 이동으로 자전이 가속된 후, 상대 별이 Ib・Ic형 초신성이 되어 폭발하면서 VFTS 102가 도주성으로 변했다고 주장한다[7][11]。그리고 VFTS 102 근처에 X선 펄서 PSR J0537-6910이 존재하며, 펄서에서 뻗어 나온 희미한 X선 방출 안에 VFTS 102가 위치해 있다는 점을 근거로 PSR J0537-6910의 전구 천체가 VFTS 102와 쌍성을 이루었을 가능성을 제기한다[11]。

한편, 쌍성이 충돌, 합체할 때 자전 속도가 3배에서 10배 빨라지는 경우가 있다는 이론적 예측에 따라, VFTS 102의 자전 속도는 충돌로도 설명할 수 있다는 설도 있다[5][12]。

그 외에도, 형성 시점부터 고속으로 자전했다는 설과, 주계열성으로 진화하는 단계에서 핵의 각운동량이 항성 표면으로 수송되어 고속화되었다는 설도 있다[13]。

3. 3. 2. 천체 충돌 가설

VFTS 102의 자전이 이토록 빨라진 원인으로는 주로 두 가지 가설이 제기되고 있다. 하나는 질량 이동에 의한 것이고, 다른 하나는 천체의 충돌에 의한 것이다.[13]

근접 쌍성·접촉 쌍성에서는 항성 간 질량 이동이 일어나면, 질량이 강착된 항성은 그 각운동량을 받아 자전이 가속된다는 것이 이전부터 이론적으로 예측되었다. VFTS 102의 고속 자전을 밝힌 VFTS팀의 멤버들은 이 시나리오를 지지하며, 질량 이동으로 자전이 가속된 후, 상대 별이 Ib·Ic형 초신성이 되어 폭발하면서 VFTS 102가 도주성이 되었다고 주장한다.[11] 그리고 VFTS 102 근처에 X선 펄서 PSR J0537-6910이 존재하며, 펄서에서 뻗어 나온 희미한 X선 방출 안에 VFTS 102가 위치해 있다는 점을 근거로 PSR J0537-6910의 전구 천체가 VFTS 102와 쌍성을 이루었을 가능성을 제기한다.[11]

한편, 쌍성이 충돌, 합체할 때 자전 속도가 3배에서 10배 빨라지는 경우가 있다는 이론적 예측에 따라, VFTS 102의 자전 속도는 충돌로도 설명할 수 있다는 설도 있다.[12]

그 외에도, 형성 시점부터 고속으로 자전했다는 설과, 주계열성으로 진화하는 단계에서 핵의 각운동량이 항성 표면으로 수송되어 고속화되었다는 설도 있다.[13]

3. 3. 3. 기타 가설

VFTS 102의 자전이 이토록 빨라진 원인으로는, 주로 두 가지 가설이 제기되고 있다. 하나는 질량 이동에 의한 것이고, 다른 하나는 천체의 충돌에 의한 것이다.[13]

근접 쌍성·접촉 쌍성에서는, 항성 간 질량 이동이 일어나면, 질량이 강착된 항성은 그 각운동량을 받아 자전이 가속된다는 것이 이전부터 이론적으로 예측되었다. VFTS 102의 고속 자전을 밝힌 VFTS팀의 멤버들은 이 시나리오를 지지하며, 질량 이동으로 자전이 가속된 후, 상대 별이 Ib·Ic형 초신성이 되어 폭발하면서 VFTS 102가 도주성으로 변했다고 주장한다.[11] 그리고 VFTS 102 근처에 X선 펄서 PSR J0537-6910이 존재하며, 펄서에서 뻗어 나온 희미한 X선 방출 안에 VFTS 102가 위치해 있다는 점을 근거로 PSR J0537-6910의 전구 천체가 VFTS 102와 쌍성을 이루었을 가능성을 제기한다.[11]

한편, 쌍성이 충돌, 합체할 때 자전 속도가 3배에서 10배 빨라지는 경우가 있다는 이론적 예측에 따라, VFTS 102의 자전 속도는 충돌로도 설명할 수 있다는 설도 있다.[12]

그 외에도, 형성 시점부터 고속으로 자전했다는 설과, 주계열성으로 진화하는 단계에서 핵의 각운동량이 항성 표면으로 수송되어 고속화되었다는 설도 있다.[13]

참조

[1] 간행물 VizieR Online Data Catalog: 2MASS All-Sky Catalog of Point Sources (Cutri+ 2003) http://vizier.u-stra[...]
[2] 간행물 Spitzer SAGE Infrared Photometry of Massive Stars in the Large Magellanic Cloud
[3] 간행물 The VLT-FLAMES Tarantula Survey: The Fastest Rotating O-type Star and Shortest Period LMC Pulsar—Remnants of a Supernova Disrupted Binary?
[4] 간행물 HST/COS Spectra of the Wind Lines of VFTS 102 and 285 2020-01
[5] 간행물 The binary merger channel for the progenitor of the fastest rotating O-type star VFTS 102
[6] 간행물 The Galactic WC stars. Stellar parameters from spectral analyses indicate a new evolutionary sequence https://ui.adsabs.ha[...] 2012-04
[7] 간행물 Binary star progenitors of long gamma-ray bursts
[8] 문서 出典での表記は、\log g [\mbox{cgs}] = 3.6 \pm 0.5
[9] 웹사이트 UCAC2 1803231 -- Star https://simbad.u-str[...] CDS 2018-11-13
[10] 웹사이트 VLT Finds Fastest Rotating Star https://www.eso.org/[...] ESO 2011-12-05
[11] 간행물 The binary merger channel for the progenitor of the fastest rotating O-type star VFTS 102 2013-01
[12] 간행물 The VLT-FLAMES Tarantula Survey: The Fastest Rotating O-type Star and Shortest Period LMC Pulsar—Remnants of a Supernova Disrupted Binary? 2011-12
[13] 간행물 The VLT-FLAMES Tarantula Survey. I. Introduction and observational overview 2011-06
[14] 간행물 The VLT-FLAMES Tarantula Survey. XII. Rotational velocities of the single O-type stars 2013-12
[15] 간행물 Spectral types and UBV magnitudes of stars in the 30 Doradus complex 1992-03
[16] 간행물 Binary star progenitors of long gamma-ray bursts 2007-04
[17] 간행물 On the spin-up of the mass accreting component in a close binary system 1981-09
[18] 간행물 Binary Merger Progenitors for Gamma-Ray Bursts and Hypernovae 2005-04
[19] 간행물 The Formation of Young Dense Star Clusters through Mergers 2012-07
[20] 간행물 VizieR Online Data Catalog: 2MASS All-Sky Catalog of Point Sources (Cutri+ 2003)
[21] 간행물 Spitzer SAGE Infrared Photometry of Massive Stars in the Large Magellanic Cloud
[22] 간행물 The VLT-FLAMES Tarantula Survey: The Fastest Rotating O-type Star and Shortest Period LMC Pulsar—Remnants of a Supernova Disrupted Binary?
[23] 간행물 The binary merger channel for the progenitor of the fastest rotating O-type star VFTS 102
[24] 간행물 Binary star progenitors of long gamma-ray bursts


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