VFTS 352
1. 개요
VFTS 352는 타란툴라 성운 내에 위치한 O형 별 쌍성계이다. 2011년 VLT 망원경을 이용한 관측으로 발견되었으며, VLT-FLAMES Tarantula Survey의 352번째 목표 천체라는 의미로 이름 붙여졌다. 두 별은 서로의 표면과 외층을 공유하며 1.124143일 주기로 공전하며, 두 별의 중심은 1200만 km밖에 떨어져 있지 않다. VFTS 352는 물질을 공유하는 접촉쌍성으로, 두 별을 이루는 물질의 30%가 공유되는 것으로 추정된다. 이러한 연성은 수명이 짧아 관측이 드물며, 향후 두 별이 합쳐져 감마선 폭발을 일으키거나, 각자 초신성 폭발을 거쳐 블랙홀 쌍성계를 형성할 가능성이 있다.
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| 별자리 | 황새치자리 |
|---|---|
| 겉보기 등급 | 14.38 |
| 거리 | 약 160,000 광년 (~49,000 파섹) |
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| 반지름 (평균) | 7.22 ± 0.02 / 7.25 ± 0.02 R☉ |
|---|---|
| 질량 | 28.63 ± 0.30 / 28.85 ± 0.30 M☉ |
| 분광형 | O4.5 V(n)((fc)):z: / O5.5 V(n)((fc)):z: |
| 표면 중력 | 15 / 15 G |
| 표면 온도 | 42,540 ± 280 / 41,120 ± 290 K |
| 나이 | 3.4 ± 0.2 / 2.4 ± 0.2 백만 년 |
| 주기 | 1.124143 일 |
|---|---|
| 이심률 | 0.012 |
| 궤도 경사 | 55.60° |
| 궤도 장반축 | 17.55 R☉ |
| 다른 이름 | 2MASS J05382845-6911191, IRSF J05382846-6911192 |
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타란툴라 성운 -
R136a1
R136a1은 대마젤란은하 타란툴라 성운에 있는 가장 밝고 질량이 큰 별 중 하나로, 태양 질량의 약 197배, 밝기는 805만 배에 달하며 강력한 항성풍으로 질량을 잃고 쌍불안정형 초신성으로 생을 마감할 것으로 추정되는 울프-레이에 별이다. -
타란툴라 성운 -
R136
타란툴라 성운 중심부에 위치한 R136은 태양 질량의 약 45만 배에 달하는 거대한 성단으로, 높은 별의 밀도와 WNh형 별, O형 초거성 등 질량이 큰 별들로 구성되어 있으며, 타란툴라 성운의 주요 에너지원으로서 향후 구상 성단으로 진화할 가능성이 있다. -
O형 주계열성 -
오리온자리 세타1 C
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O형 주계열성 -
HD 150136
HD 150136은 뱀주인자리에 위치한 삼중성계로, 2.6일 주기로 공전하는 O3 및 O6 분광형의 주계열성 분광쌍성을 주성으로 가지며 엑스선 방출량이 높고 숨겨진 세 번째 구성원의 존재 가능성이 제기되었으며, 워싱턴 이중성 목록에 7개의 시각적 구성 요소와 밝은 동반성 HD 150135가 등재되어 있다. -
2MASS 천체 -
2MASS J09393548-2448279
2MASS J09393548-2448279는 2005년 발견된 갈색왜성으로, 500K에서 700K 사이의 유효 온도와 25~40 목성 질량 사이의 질량을 가지며, 발견 당시 가장 어두운 갈색왜성이었다. -
2MASS 천체 -
큰개자리 VY
큰개자리 VY는 우리 은하에서 가장 극단적인 별 중 하나로, 태양의 수십만 배에 달하는 광도를 내며, 활발한 질량 손실을 보이다가 10만 년 내에 초신성으로 폭발할 것으로 예상된다.
2. 발견
VFTS 352는 2011년 VLT를 이용한 타란툴라 성운 관측 프로젝트(VLT-FLAMES Tarantula Survey) 중에 처음 발견되었다. 이 프로젝트 이름의 머리글자와 관측 목록상 352번째 천체라는 의미를 합쳐 VFTS 352라는 명칭이 붙여졌다. 이후 2015년 추가적인 관측을 통해 두 개의 뜨거운 O형 별로 이루어진 쌍성계라는 사실이 확인되었다.
2.1. 초기 관측
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2011년, VLT의 다중 천체 고분산 분광 장치 (FLAMES)를 사용한 타란툴라 성운 내 대질량 별의 포괄적인 분광 관측을 통해 발견되었다. 관측 계획 "VLT-FLAMES Tarantula Survey"의 머리글자에, 목표 천체의 352번째임을 더하여, "VFTS 352"로 불리게 되었다.
VLT를 이용한 추가 분광 관측과 측광 관측을 통해, 2015년에 이 천체가 O형 별끼리의 쌍성계임이 발견되었다.
2.2. 명칭 유래
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2011년, VLT의 다중 천체 고분산 분광 장치 (FLAMES)를 사용한 타란툴라 성운 내 대질량 별의 포괄적인 분광 관측을 통해 발견되었다. 관측 계획 "VLT-FLAMES Tarantula Survey"의 머리글자에, 목표 천체의 352번째임을 더하여, "VFTS 352"로 불리게 되었다.
VLT를 이용한 추가 분광 관측과 측광 관측을 통해, 2015년에 이 천체가 O형 별끼리의 쌍성계임이 발견되었다.
2.3. 추가 관측 및 쌍성계 확인
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2011년, VLT의 다중 천체 고분산 분광 장치 (FLAMES)를 사용한 타란툴라 성운 내 대질량 별의 포괄적인 분광 관측을 통해 발견되었다. 관측 계획 "VLT-FLAMES Tarantula Survey"의 머리글자에, 목표 천체의 352번째임을 더하여, "VFTS 352"로 불리게 되었다.
VLT를 이용한 추가 분광 관측과 측광 관측을 통해, 2015년에 이 천체가 O형 별끼리의 쌍성계임이 발견되었다.
3.1. 접촉쌍성
이 연성계는 서로의 표면과 외층을 공유하며 1.124143일로 공전하고 있다. 서로의 별 중심은 12밖에 떨어져 있지 않다。일반적으로 접촉 연성의 경우, 작은 쪽의 별이 큰 쪽의 별의 물질을 흡수하지만, VFTS 352의 경우에는 쌍방의 별의 질량에 거의 차이가 없기 때문에, 그러한 현상은 발생하지 않고, 물질을 공유하는 상태로 생각된다. 추산 결과, 쌍방의 별을 이루는 물질의 30%가 공유되고 있다는 결과가 나왔다。
이러한 연성은 수명이 매우 짧기 때문에, 관측되는 것은 매우 드물다。
3.2. 물질 공유
이 연성계는 서로의 표면과 외층을 공유하며 1.124143일의 주기로 공전하고 있다. 두 별의 중심은 약 1200만 km 떨어져 있다. 일반적으로 접촉 연성에서는 질량이 작은 별이 큰 별의 물질을 흡수하지만, VFTS 352는 두 별의 질량이 거의 비슷하여 이런 현상이 일어나지 않는다. 대신 두 별이 물질을 서로 공유하는 상태인 것으로 여겨진다. 추산에 따르면, 두 별을 이루는 물질의 약 30%가 공유되고 있다.
이처럼 물질을 공유하는 연성계는 수명이 매우 짧기 때문에 관측되는 경우가 매우 드물다.
4. 진화 경로 및 미래
VFTS 352의 미래 진화 경로에 대해서는 두 가지 주요 시나리오가 예측된다. 하나는 두 항성이 합쳐져 감마선 폭발로 이어지는 경우이고, 다른 하나는 각각 블랙홀로 진화하여 중력파를 발생시키는 쌍성계를 형성하는 경우이다.
4.1. 항성 합병 및 감마선 폭발
VFTS 352의 미래에 대해서는 두 가지 가능성이 제기된다. 첫 번째는 두 항성이 최종적으로 합쳐져 빠르게 회전하는 하나의 거대한 별이 된다는 것이다. 이 경우, 합쳐진 별은 마지막에 붕괴하면서 긴 감마선 폭발을 일으킬 수 있다.
다른 하나는 두 항성의 물질이 잘 섞일 경우, 일반적인 항성 진화 과정과 달리 각자 작은 크기를 유지하며 완전히 합쳐지지 않고 진화를 계속하다가 초신성 폭발을 통해 각각 블랙홀로 변하고, 이 블랙홀들이 쌍성계를 이룰 것이라는 예측이다. 이 시나리오에서는 생성된 블랙홀 쌍성계가 중력파의 중요한 발생원이 될 것으로 기대된다.
4.2. 블랙홀 쌍성계 형성 및 중력파
VFTS 352의 미래에 대해서는 두 가지 가설이 있다.
첫 번째는 두 항성이 최종적으로 합체하여 빠르게 회전하는 하나의 거대한 항성이 된다는 것이다. 이 경우, 합체된 항성은 마지막에 붕괴하면서 긴 지속 시간을 가진 감마선 폭발을 일으킬 수 있다.
두 번째는 두 항성이 잘 섞이면서 일반적인 항성 진화 경로를 벗어나, 완전히 합체하지 않고 각자 진화를 계속하는 경우이다. 이 시나리오에서는 각 항성이 초신성 폭발을 거쳐 블랙홀로 변하고, 최종적으로 블랙홀 쌍성계가 형성된다. 이렇게 형성된 블랙홀 쌍성계는 중력파의 중요한 발생원이 될 것으로 예상된다.