허블 우주 망원경을 사용하는 천문학자들이 오리온자리에 있는 유명한 적색 초거성 베텔게우스를 공전하는 동반성의 가장 선명한 직접 이미지를 포착했다. 이 발견은 현대 천문학에서 가장 주목받는 미스터리 중 하나인 베텔게우스가 계속해서 이상하게 어두워지고 밝아지는 이유를 설명하는 데 도움이 된다.
눈에 띄지 않게 숨어 있는 별
지구에서 약 650광년 떨어진 베텔게우스는 밤하늘에서 가장 밝은 별 중 하나이다. 천문학자들은 약 100년 전에 관측자들이 천 년 넘게 기록해 온 어두워짐을 설명하기 위해 베텔게우스에 동반성이 있을 수 있다고 처음 제안했다. 시간이 지나면서 다른 팀들은 베텔게우스 B라고 불리는 그러한 별에 대한 간접적인 증거를 수집했다. 그러나 지금까지 아무도 그것을 선명하게 촬영하지 못했다. 허블과 지상 망원경으로 이루어진 새로운 관측은 시와르하라는 이름의 동반성을 거대한 별 가까이에 있는 작고 밝은 점으로 보여준다. 데이터는 또한 동반성의 중력에 의해 만들어진 것으로 보이는 베텔게우스의 광대한 확장 대기를 통해 소용돌이치는 밀도 높은 가스의 흔적을 보여준다.
예상보다 더 크다
이 이미지에는 놀라움이 있다. 시와르하는 예측보다 훨씬 더 무겁다. 초기 모델은 동반성이 태양과 거의 같은 질량을 가질 것이라고 제안했다. 새로운 관측은 태양 질량의 2~3배에 달해 더 밝고 발견하기 쉽다는 것을 나타낸다. 이 연구를 이끈 파리 천문대의 미겔 몽타르게스 천문학자는 "이렇게 잘 연구된 별 주변에서 태양보다 더 무겁고 밝은 가까운 동반성을 여전히 발견할 수 있다는 사실은 놀랍다"며 "이것은 과학에서 가장 좋은 순간 중 하나입니다. 새롭고 예상치 못한 것을 보는 것"이라고 말했다.
타이밍 도박에서 얻은 단서
연구팀은 2024년에 발표된 두 편의 논문을 사용하여 탐색 시기를 정했는데, 이 논문들은 동반성이 그해 12월에 베텔게우스로부터 가장 멀리 떨어질 것이라고 예측했다. 이 단서를 바탕으로 천문학자들은 별을 올바른 순간에 포착하기 위해 나섰다. 몽타르게스는 망원경이 예측된 동반성을 감지할 수 있는 감도를 가지고 있는지 의심했다고 인정했다. "예측보다 더 무겁기 때문에 우리는 그것을 볼 수 있습니다!"라고 그는 말했다. 이 발견은 과학자들에게 베텔게우스의 변화를 읽을 수 있는 새로운 도구를 제공한다. 시와르하가 별의 외부 층을 어떻게 휘젓는지 추적하면 2019-2020년의 대감광 현상을 포함하여 유명한 어두워짐 현상의 원인을 명확히 하고 초거성이 언젠가 초신성으로 폭발할 수 있는 시점에 대한 추정치를 개선하는 데 도움이 될 수 있다.