베텔게우스 (Betelgeuse), 베텔게우스의 초신성 폭발

초신성 폭발이 가까워졌다는 보도등이 나오며 현재 천문학자 및 천문학을 좋아하는 사람들에게 핫한 별인 베텔게우스에 대해서 설명하도록 하겠습니다.

 

스스로 뿜어낸 가스구름으로 인해 어두워졌던 베텔게우스

 

베텔게우스(Betelgeuse)란

베텔게우스는 분광형 적색 초거성으로 육안으로 관찰할 수 있는 가장 큰 별들 중 하나입니다. 보통 밤하늘에서 열 번째로 밝으며 오리온자리의 알파성이지만 실제로는 리겔이 가장 밝은데 이는 베텔게우스가 변광성이라서 리겔보다 밝아질 때가 있기 때문입니다. 베텔게우스는 뚜렷하게 붉은색을 띠고 반규칙적인 변광성으로 분류되는데 이것은 밝기의 변화에서는 부분적으로 주기성이 보이지만 불규칙 기간이 있음을 뜻합니다. 

큰 개자리의 시리우스, 작은 개자리의 프로키온과 함께 겨울의 대삼각형을 이루고 있고 이 세 개의 별은 지구에서 봤을 때 태양계 외부에 있는 가장 밝은 10개의 천체 중 3개에 해당합니다. 삼각형을 찾았으면 더 큰 육각형도 찾을 수도 있는데 이것은 겨울 육각형이라고 불리며 리겔, 알데바란, 카펠라, 폴룩스, 프로키온, 시링스에 꼭짓점을 두는 육각형 모양으로 보이는 별입니다. 이 육각형의 별들은 6가지 별자리의 일부이며 리겔을 포함한 오리온자리, 황소자리, 마차부자리, 쌍둥이자리, 작은 개자리, 큰 개자리가 있습니다. 베텔게우스는 매년 1월 초 해가 진 후 동쪽 하늘에서 뜨는 모습을 볼 수 있는데 9월 중순에서 3월 중순까지는 남극대륙을 제외한 거의 모든 지역에서 관측 가능합니다. 5,6월에 해가 진 후 서쪽 지평선에서 잠깐 관측 가능하고, 몇 개월 후 일출 전 동쪽 지평선에서 다시 관측이 가능하게 됩니다. 6,7월에는 남극지역을 제외하면 육안으로는 거의 보이지 않습니다.

베텔게우스는 궤도 동반자가 없는 것으로 알려져 있어 질량은 정확하게 밝혀지지 않았으나 대략 태양의 5배에서 30배 사이, 지름 역시 베텔게우스가 맥동하는 별이기 때문에 시간에 따라 직경이 변하는 등 여러 가지 이유로 정확하게 정의할 수 없으나 태양의 약 1000배 정도로 추정하며, 지구와의 거리는 약 640광년으로 알려져 있습니다.

 

베텔게우스의 생애 주기

베텔게우스는 O형 주계열성에서 진화한 적색 초거성으로 나이는 730만 년 정도로 1천만 년도 되지 않았지만 죽음의 단계에 들어섰습니다. 이것은 질량이 매우 크기 때문에 그만큼 에너지의 소모가 빨라 항성 진화의 속도가 태양보다 훨씬 빨라 현재 마지막 단계에 있으며 초신성 폭발로 별의 일생을 마칠 것으로 추정됩니다.

현재 적색초거성 단계인 베텔게우스는 머지않아 초신성폭발로 별의 일생을 마감할 것입니다.

 

베텔게우스의 초신성 폭발 징후

베텔게우스는 현재 적색 초거성으로 수소핵융합이 끝나고 원래의 크기보다 수백 배 커진 거대한 항성입니다. 현재는 헬륨핵융합을 거쳐 더 무거운 탄소와 산소를 만들어 내는 단계인데 헬륨 핵융합 단계가 끝나면 점점 더 무거운 네온, 마그네슘, 실리콘등을 만들어 낸 후 최종적으로 철을 만들고 이 시점에 붕괴하여 초신성 폭발을 하면서 중심핵이 붕괴된 후 지름 20km 정도의 중성자별이 남을 것으로 보입니다. 

2019년 12월 베텔게우스의 밝기가 어두워졌다가 또 밝아지기를 반복하여 머지않아 베텔게우스가 초신성 폭발을 일으킬 수도 있다는 보도가 나왔습니다. 2020년 초 베텔게우스가 오리온자리의 베타성인 리겔보다 더 어두워져 다시 초신성 폭발의 가능성을 얘기했지만, 이는 베텔게우스가 내뿜었던 가스 구름이 지구 쪽의 시야를 가려 어두워져 보였던 것으로 밝혀졌습니다.  2023년 현재는 최소 10년에서 최대 100년 안에 베텔게우스의 초신성 폭발 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔는데 이 연구에서 탄소핵융합으로 인해 탄소가 거의 고갈되어 없어졌을 때의 모델이 베텔게우스의 변광 패턴의 광도 변화를 가장 잘 설명할 수 있는 것으로 밝혀져 이 연구가 맞다며 베텔게우스는 이미 초신성 폭발 후 없어졌을 가능성도 있습니다. 

베텔게우스의 초신성은 약 보름정도 겉보기 등급-12까지 밝아집니다. 밤하늘에서 반달 혹은 보름달에 가까운 밝기를 낼 것이고 대낮에도 관찰이 가능할 정도입니다. 2-3개월가량 밝게 빛난 후 빠르게 어두워질 것으로 예상됩니다. 폭발 시 베텔게우스와 지구의 거리가 수십광년 정도였다면 지구뿐만 아니라 태양계가 모두 잡아 먹힐 것이지만 650광년 내외의 아주 먼 거리에 위치하고 있기 때문에 지구에 끼치는 직접적인 악영향은 없을 것으로 추정됩니다.