왜 그렇게 시리우스?

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겨울에 오리온이 하늘 높이 떠오를 때 그의 남동쪽에 찬란한 별이 빛난다. 오리온자리 벨트에 있는 세 개의 별이 우연히 거의 오른쪽을 가리키지 않더라도 눈치 채셨을 것입니다. 결국 시리우스는 밤하늘에서 가장 밝은 별입니다.



NS 보기에 가장 밝은 별, 나는 현학적으로 추가해야합니다. 그 중 일부는 고유한 광도(태양보다 약 25배 더 많은 에너지를 방출함) 때문이지만 더 중요한 것은 가깝다는 것입니다. 8.6광년의 거리에서 태양에서 7번째로 가까운 항성계입니다.

그리고 예, 그것은 ~이다 시스템. 바이너리 , 확실하게; 서로 공전하는 한 쌍의 별. 우리가 눈으로 보는 별을 시리우스 A라고 합니다. 동반자인 시리우스 B는 백색 왜성 , 작고 조밀한 핵은 예전에 평범한 별이었지만 핵연료가 바닥나고 외층을 날려 버렸습니다. A 밝기의 약 10,000분의 1 정도로 가시광선에서 매우 희미합니다. 그래서 상대적으로 보기가 어렵습니다. 1862년에야 발견되었습니다. 그 전에는 존재가 의심되었습니다. 그 당시에도 세심하게 측정한 결과 시리우스가 하늘에서 아주 작은 양만큼 흔들리는 것으로 나타났습니다. 그것은 시리우스 B가 서로를 공전할 때 A를 잡아당기는 중력 때문인 것으로 밝혀졌습니다.

그 이후로 150년이 넘는 세월 동안 우리는 그 쌍에 대해 많은 것을 배웠지만 내가 흥미롭게 발견한 것은 정밀한 측정은 미친 듯이 파악하기 어려웠습니다. 시리우스 A는 B보다 훨씬 밝아서 서로의 거리를 측정하는 것조차 어려운 것으로 판명되었습니다. B가 잘 노출된 사진은 A를 무의미할 정도로 과도하게 노출시킨다.

시리우스 A(중앙, duh)와 B(왼쪽 하단)의 허블 이미지. A는 약 10,000배 더 밝습니다. 출처: NASA, ESA, H. Bond(STScI), M. Barstow(University of Leicester)확대

태양에 가장 가까운 쌍성 중 하나의 허블 이미지: 시리우스 A(중앙)와 백색 왜성 동반자 B(왼쪽 아래); A는 약 10,000배 더 밝습니다. 신용 거래: NASA, ESA, H. Bond(STScI) 및 M. Barstow(University of Leicester)

어렵지만 불가능한 것은 아닙니다. 내 오랜 친구이자 동료인 Howard Bond가 이끄는 천문학자 팀은 꽤 오랫동안 시리우스를 연구해 왔습니다. 그들은 거의 20년 동안 허블 우주 망원경을 사용하여 시리우스를 관찰해 서로 공전하는 두 별의 위치를 ​​정확하게 측정했습니다. 그들은 그것을 1956년으로 거슬러 올라가는 미해군 천문대의 측정과 결합했습니다. 뿐만 아니라 그들은 실제로 1956년까지 거슬러 올라가는 관측을 사용했습니다. 1862년!

이 모든 정보를 가지고, 그들은 마침내 두 별의 일관된 그림을 함께 만들 수 있었습니다. , 그들이 서로를 어떻게 공전하는지, 그들의 물리적 특성은 무엇이며 아마도 가장 흥미로운 것은 그들의 역사가 무엇인지입니다.

물리적으로 그들은 시리우스 A의 질량이 태양 질량의 2.06배이고 백색 왜성 시리우스 B의 질량이 1.018 태양 질량이라는 것을 발견했습니다. 모두 훌륭하고 훌륭하지만 놀라운 것은 별의 크기입니다. 그들은 시리우스 A의 지름이 태양의 1.7144배라는 것을 발견했습니다. 더 무거운 별일수록 더 크므로 이해가 됩니다. 하지만 시리우스 B의 지름은 태양의 0.008098에 불과합니다! 너비는 약 11,270km로 지구보다 작습니다!

이게 뭐야 우리 평가

시리우스 B의 질량은 태양과 비슷하지만 크기는 지구의 크기입니다. 비교를 위해 태양은 지구보다 100배 이상 넓습니다. 크레딧: ESA 및 NASA확대

우리에게 가장 가까운 백색 왜성인 시리우스 B는 질량이 태양과 비슷하지만 지구 크기입니다. 비교를 위해 태양은 지구보다 100배 이상 넓습니다. 신용 거래: ESA와 NASA

밀도가 높은 별입니다. 입방 센티미터(육면체 주사위 크기)의 질량은 2.7미터톤 . 가득 실린 픽업 트럭을 가져다가 각설탕 크기로 부수는 것을 상상해보십시오. 그러면 그림을 얻을 수 있습니다. 공정하게 말하자면, 우리는 이것을 수십 년 동안 알고 있었지만 이러한 새로운 측정은 지금까지 만들어진 것 중 가장 정확합니다. 그것들은 우리가 별의 물리학을 그 어느 때보다 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

사실, 별의 질량, 크기, 색상 및 화학적 함량에 대한 이러한 정확한 측정 덕분에 천문학자들은 물리적 모델을 사용하여 별의 나이를 계산할 수 있었습니다. 시리우스 A는 약 2억 3700만~2억 4700만 년 전, 시리우스 B는 2억 2800만 년 전으로 추정된다. 두 측정값의 불확실성은 예상대로 이 추정값이 서로 일치할 만큼 충분히 큽니다(1천만 년 정도). 함께 태어났다고 가정할 수 있습니다.

시리우스 B의 궤도

A 주위를 도는 시리우스 B의 궤도는 1997년 이후 허블 관측을 사용하여 결정되었습니다(실제로 그들은 서로 공전하지만 이것은 A를 기준으로 표시됨). 수직축은 하늘의 북쪽/남쪽이고 수평축은 동쪽/서쪽입니다. 빨간색 점은 측정된 위치이고 파란색 원은 계산된 궤도를 사용하여 동시에 위치입니다. 신용 거래: Bond et al.

두 별의 궤도도 흥미롭다. 그것들은 50.1284년마다 서로를 중심으로 회전하며, 분명히 고도로 타원형인 궤도에서 12억에서 47억 킬로미터 떨어져 있습니다. 그들이 마지막으로 가장 가까이에 있었던 것은(페리아스트론이라고 불리는) 1994년 중반이었습니다. 그들은 이제 가장 멀리 떨어져 있습니다.

그리고 저것 부분은 실제로 매우 흥미로운 것으로 이어집니다! 시리우스 B는 한때 태양과 비슷했지만 더 무겁던 별의 타버린 핵입니다. 그것은 아마도 태양 질량 5.6의 별로서 생명을 시작했을 것입니다. 일반 스타의 최상위 계층에 넣기 . 1억 3000만 년 전, 헬륨으로 융합하기 위해 핵에서 사용할 수 있는 수소가 바닥났습니다. 그것은 적색 거성으로 부풀어 올라 외층을 날려 버렸고 결국 남은 것은 밀도가 높은 불활성 코어 인 오늘날 우리가보고있는 백색 왜성뿐이었습니다.

그러나 그 적색 거성 단계는 우리를 미스터리로 이끕니다. 그 질량에서 시리우스 B는 부풀어 올랐을 것입니다 많은 . 지름은 4억 5천만 ~ 5억 킬로미터로 지구에서 태양까지의 거리보다 3배나 더 넓을 수 있습니다! 그러나 그것은 이상합니다. 그 당시에는 시리우스 A와 B 사이의 근막 거리는 시리우스 B의 반지름보다 작았을 것입니다. 즉, 시리우스B가 다 부어버렸을 때, 시리우스 A는 그 안에 있었을 것입니다!

이러한 종류의 별은 이전에 본 적이 있습니다. 우리는 그것들을 접점 바이너리라고 부릅니다. 보통 땅콩 모양의 단일 분위기를 공유하는 두 개의 별이지만이 경우 A는 실제로 B 안에 있었을 것입니다.*. 이것은 기술적으로 공통 봉투 단계 가까운 바이너리 시스템의. 하지만 결과가 있습니다. 예를 들어, 두 별이 타원 궤도로 시작하는 경우 이 단계에서 이를 원형화합니다. 빠른 . 그러나 이제 두 별의 궤도는 매우 길어졌습니다. 이상하다. 사실 다른 쌍성계도 이와 같이 보았고, 궤도가 공통 엔벨로프 위상 이후에 왜 또는 어떻게 타원형으로 유지되는지는 전혀 분명하지 않습니다.

솔직히 말해서 나는 이것을 좋아한다. 내 눈으로, 쌍안경으로, 망원경으로 시리우스를 본 적이 몇 번이나 됩니까? 수백? 수천, 확실히. 그러나 밤하늘에서 가장 밝은 별임에도 불구하고, 아주 가까이 있음에도 불구하고, 전 세계와 역사를 통틀어 수만 시간 동안 시리우스를 관찰했음에도 불구하고, 시리우스에 대한 미스터리는 여전히 남아 있습니다. 에 대한 그들을 .

오, 과학. 항상 더 알아야 할 것이 있기 때문에 나는 당신을 지칠 수 없습니다. 언제나.

메이즈 러너 스코치 트라이얼 학부모 가이드

*생각해보면, 우리는 쌍성기의 밝은 별을 A로, 더 어두운 별을 B로 명명했습니다. 그 당시에는. B는 A였을 것이고 A는 B였을 것입니다. 그러나 이것은 인간이 지구를 밟고 망원경을 만들기 오래 전의 일입니다. 또한 그 별들은 그 당시 우리 은하의 반대편에 있었을 것입니다. 시간은 모든 것을 바꿉니다.