특이별
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1. 개요
특이별은 스펙트럼의 특징에 따라 여러 종류로 나뉘는 화학적으로 특이한 별들을 통칭한다. Ap/Bp별, 수은-망간별, 헬륨-약한별, sn별 등이 있으며, 이들은 특정 원소의 함량이 높거나 헬륨 흡수, 금속선 등의 독특한 스펙트럼 특징을 보인다. 특이별의 표면 화학 조성은 확산, 자기 효과 등의 과정을 통해 생성되며, 별의 느린 자전 속도나 강력한 자기장과 같은 요인으로 인해 대기가 안정적으로 유지되어 이러한 특징이 나타나는 것으로 여겨진다. 특이별은 동반성을 가질 수 있으며, HR 8799와 같은 별은 외계 행성을 거느리고 있는 것으로 관측되기도 한다.
화학적으로 특이한 별들은 스펙트럼 특징에 따라 여러 종류로 나눌 수 있다.
특이별의 표면 화학 조성은 별이 형성된 후 표면층에서 일어나는 확산, 자기 효과와 같은 과정을 거쳐 생성된 것으로 여겨진다. 이러한 현상을 설명하기 위해서는 별의 대기 안정성이 중요하다. 별의 대기가 안정적으로 유지되려면 대류에 의한 혼합이 일어나지 않아야 한다. 이러한 안정성은 별의 느린 자전 속도나 강력한 자기장과 같은 요인에 의해 발생할 수 있다. 만약 별의 대기에서 확산과 부상이 일어나 형성된 층이 온전히 유지되려면, 대류가 일어나지 않도록 충분히 안정적인 상태여야 한다.
2. 분류
Ap/Bp별은 강한 자기장을 가진 항성으로, 규소(Si), 크롬(Cr), 스트론튬(Sr), 유로퓸(Eu) 등의 원소 함량이 높다는 특징을 보인다. 이러한 별들은 대개 회전 속도가 느린 편이며, 유효 온도는 8000K에서 15000K 사이에 분포한다.
수은-망간별(HgMn별, CP3)은 강한 자기장을 나타내지 않는 화학적으로 특이한 별(CP별)의 한 부류이다. 이들은 단일 이온화된 수은과 망간의 함량이 높다는 특징을 보인다. 수은-망간별은 다른 CP별들과 마찬가지로 회전 속도가 매우 느린 경향이 있다. 유효 온도는 10,000K에서 15,000K 사이이다.
관측된 UVB 색상에서 예상되는 것보다 약한 헬륨 선을 보이는 특이별을 헬륨-약한별(He-약한별, CP4)이라고 부른다. 이런 별들은 헬륨을 흡수하는 특징을 보인다.
sn별은 날카로운 코어를 가진 발머선과 날카로운 금속 흡수선이 특징이다. 넓고 모호한 중성 헬륨 흡수선도 보인다. 이러한 특성은 B형 별에서 흔히 보이는 다른 화학적 특이성과 결합될 수 있다.
2. 1. 금속선별 (Am별, CP1)
단일 이온화된 칼슘(Ca) 및/또는 스칸듐(Sc)의 약한 선을 보이며, 무거운 금속의 함량이 높은 특징을 보인다. 또한, 회전 속도가 느리고 유효 온도는 7000K에서 10000K 사이이다. 이러한 특성으로 인해, 특이별은 금속 함량과 회전 속도, 유효 온도 측면에서 독특한 천체로 분류된다.
2. 2. Ap/Bp별 (자성별, CP2)
Ap/Bp별은 강한 자기장을 가진 항성으로, 규소(Si), 크롬(Cr), 스트론튬(Sr), 유로퓸(Eu) 등의 원소 함량이 높다는 특징을 보인다. 이러한 별들은 대개 회전 속도가 느린 편이며, 유효 온도는 8000K에서 15000K 사이에 분포한다.
2. 3. 수은-망간별 (HgMn별, CP3)
수은-망간별(HgMn별, CP3)은 강한 자기장을 나타내지 않는 화학적으로 특이한 별(CP별)의 한 부류이다. 이들은 단일 이온화된 수은과 망간의 함량이 높다는 특징을 보인다. 수은-망간별은 다른 CP별들과 마찬가지로 회전 속도가 매우 느린 경향이 있다. 유효 온도는 10,000K에서 15,000K 사이이다.
2. 4. 헬륨-약한별 (He-약한별, CP4)
관측된 UVB 색상에서 예상되는 것보다 약한 헬륨 선을 보이는 특이별을 헬륨-약한별(He-약한별, CP4)이라고 부른다. 이런 별들은 헬륨을 흡수하는 특징을 보인다.
2. 5. sn별
날카로운 코어를 가진 발머선과 날카로운 금속 흡수선이 특징이다. 넓고 모호한 중성 헬륨 흡수선도 보인다. 이러한 특성은 B형 별에서 흔히 보이는 다른 화학적 특이성과 결합될 수 있다.
3. 특이성의 원인
3. 1. 확산과 부상
헬륨(He), 질소(N), 산소(O)와 같은 가벼운 원소들은 중력의 영향으로 별의 대기 하층부로 가라앉는 경향을 보인다. 반면, 망간(Mn), 스트론튬(Sr), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr)과 같은 무거운 원소들은 복사압 또는 다른 메커니즘에 의해 별의 내부에서 표면으로 부상하여 스펙트럼 상에서 독특한 특징을 나타낸다. 이러한 현상은 특이별의 주요한 관측적 특징 중 하나로, 별의 화학적 조성의 불균일성을 보여주는 중요한 증거가 된다. 이러한 원소들의 침강과 부상 현상은 별의 진화 과정, 특히 내부의 물질 혼합과 핵융합 과정에 대한 중요한 단서를 제공하며, 천문학 연구에서 중요한 위치를 차지한다.
3. 2. 대기 안정성
별의 대기가 안정적으로 유지되려면, 대류에 의한 혼합이 일어나지 않아야 한다. 이러한 안정성은 별의 느린 자전 속도나 강력한 자기장과 같은 요인에 의해 발생할 수 있다. 만약 별의 대기에서 확산과 부상이 일어나 형성된 층이 온전히 유지되려면, 대류가 일어나지 않도록 충분히 안정적인 상태여야 한다.
4. 동반성 및 외계 행성
HIP 79098은 수은-망간 별로 분류되는 쌍성이다. 이 별은 직접 촬영을 통해 갈색 왜성이나 가스 행성일 가능성이 있는 준성 질량 동반성을 가진 것으로 밝혀졌다. 특이별을 모성으로 하는 외계 행성에 대한 보고는 극히 드물다.
4. 1. HR 8799
HR 8799는 젊은 변광성으로, 직접 촬영법으로 촬영된 거대 행성들을 거느리고 있다. HR 8799는 λ 보오티스 별에 속한다.4. 2. HIP 79098
HIP 79098은 수은-망간 별로 분류되는 쌍성이다. 이 별은 직접 촬영을 통해 갈색 왜성이나 가스 행성일 가능성이 있는 준성 질량 동반성을 가진 것으로 밝혀졌다.참조
[1]
논문
On the Chemical Abundance of HR 8799 and the Planet c
2020-09
[2]
간행물
A photometric study of chemically peculiar stars with the STEREO satellites - II. Non-magnetic chemically peculiar stars
[3]
간행물
The B-Star Exoplanet Abundance Study: A co-moving 16-25 MJup companion to the young binary system HIP 79098
2019
[4]
서적
天文学辞典
地人書館
[5]
간행물
http://arjournals.an[...]
1974
[6]
간행물
1985-12
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1970
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논문
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1974
[12]
간행물
1985-12
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