만기형 초거성 ‘VX Sgr’ 중심별 주변에서 발생하는 22㎓ 물 메이저와 43·42·86·129㎓ 일산화 규소 메이저에 대한 KVN 동시관측 자료(2016년 3월 관측) /한국천문연구원한국천문연구원은 한국우주전파관측망(KVN)을 통해 지구로부터 5,200광년 떨어져있는 초거성(VX Sgr)의 전파 고정밀 영상을 세계 최초로 관측했다고 10일 밝혔다. 1광년은 빛이 진공 속에서 1년 동안 진행한 거리다.
이 영상은 22·43·86·129㎓ 등 4개 주파수 대역을 동시에 관측할 수 있는 시스템인 KVN으로 129㎓의 일산화 규소 메이저(MASER·Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 전파를 고정밀로 찍은 것이다. 메이저 선은 일산화 규소, 물, 수산화기 등 분자들로부터 방출되는 강한 전파로 별 주변 물리적 환경과 진화과정을 알 수 있는 중요한 열쇠다.
VX Sgr의 일산화 규소와 물 메이저선을 동시에 관측한 결과, 중심별 근처에서 발생하는 일산화 규소 4개 주파수 대역(43·42·86·129㎓) 메이저선 공간분포는 둥근 구조를 보였다. 하지만 중심별에서 멀리 떨어진 곳에서 나오는 물 메이저선 분포는 바깥쪽으로 많이 퍼진 비대칭 구조였다. 별에서 방출되는 물질이 먼지층을 밀어내는 과정에서 비대칭적 흐름으로 변하는 현상을 관찰했다.
별의 마지막 진화단계에서 해명되지 않은 항성풍의 비대칭적 발달과 먼지층과의 관계 등을 연구하는 중요한 단서를 잡았다. 항성풍의 비대칭적 발달이 태양 질량 8배 이하인 별의 마지막 진화단계에서 어떻게 비대칭적 행성상 성운으로 진화하는가에 대한 실마리도 잡았다. VX Sgr 중심별이 광학적으로 가장 밝아졌을 때 129㎓ 일산화 규소 메이저선 링 크기도 가장 크게 변하는 것도 확인했다. 129㎓ 일산화 규소 메이저 발생도 중심별 영향(복사적 펌프질 메커니즘)에 좌우되는 것으로 분석됐다.
천문연 조세형 박사·윤영주 박사·윤동환 박사과정 학생, 오스트레일리아 서호주대학 리처드 닷슨·마리아 리오하 박사, 일본 가고시마대학 이마이 히로시 교수 등의 공동 연구로 진행했다. 논문은 네이처 커뮤니케이션즈 6월 28일 자에 실렸다.
/고광본선임기자 kbgo@sedaily.com
