센타우루스자리 알파

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센타우루스자리 알파

정보
별자리 센타우루스자리
실시등급 -0.01/+1.33
적경 14h 39m 36.4951/35.0803s
적위 -60° 50′ 02.308/13.761″
겉보기 성질
거리 4.365 ± 0.007광년
(1.338 ± 0.002파섹)
연주 시차 0.74723 초각
(747.23 ± 1.17 밀리 초)
형태 G2V/K0V(황색 왜성, 오렌지색 왜성)
물리적 성질
질량 1.08/0.867M_\odot
크기 1.227/0.865R_\odot
밝기 1.519/0.500L_\odot
기타 성질
표면온도 5,880/5,260K
절대등급 4.38/5.71
동반성 수 2
겉보기 등급 순 별 목록
절대 등급 순 별 목록
가까운 별 목록
질량 순 별 목록
반지름 순 별 목록

알파 센타우리 또는 센타우루스자리 알파(α Centauri, 또는 α Cen)는 센타우루스자리에서 가장 밝은 별로, 주계열성이다. 실시등급(實視等級)은 -0.01등성으로, 천구에서 네번째로 밝은 별이다.

육안(肉眼)으로는 하나로 보이지만 사실 이 별은 쌍성계(雙星系)로, 태양과 매우 비슷한 센타우루스자리 알파 A, 오렌지색 왜성으로 태양보다 좀 더 가볍고 차가운 센타우루스자리 알파 B로 이루어져 있다. 밤하늘에서 이들과 조금 떨어진 곳에 적색 왜성 센타우루스자리 프록시마가 있는데, 센타우루스자리 알파 항성계와 중력으로 묶여 있는지 그렇지 않은지에 대해 논란이 있다.

센타우루스자리 알파 A,B는 태양에서 가장 가까운 항성계로, 4.37광년(光年) 떨어져 있다. 센타우루스자리 프록시마는 태양에서 가장 가까운 별로, 4.22광년(光年) 떨어져 있다.

상대적으로 가까운 거리 때문에 센타우루스자리 알파는 성간여행(星間旅行)을 소재로 한 과학소설 및 비디오 게임들의 소재로 쓰여 왔다. 센타우루스자리 알파는 인류가 성간여행을 현실화할 경우 가장 먼저 방문할 후보들 중 하나이다.

목차

[편집] 항성계

[편집] 센타우루스자리 알파 A, B

A에 대한 B의 겉보기 궤도 및 실제 궤도.

센타우루스자리 알파 A, B 둘은 하나의 발광체로서 -0.27의 밝기로 빛나는데 이는 시리우스나 카노푸스보다 어두운 값이다.[1] 밤하늘에서 센타우루스자리 알파 다음으로 밝은 별은 아크투르스이다. 구성원 둘을 분리할 경우, A의 밝기는 + 0.01로 밤하늘에서 네번째, B는 + 1.33으로 밤하늘에서 21번째로 밝다.[2]

주성(主星)인 센타우루스자리 알파 A는 표면온도 5800K에 분광형은 태양과 같은 G2V인 주계열성으로, 지름과 광도 모두 태양보다 조금씩 크다.

제1반성(伴星)인 센타우루스자리 알파 B는 표면온도 5300K에 분광형이 K0V인 주계열성으로, 지름은 태양의 80%, 광도는 태양의 50% 정도이다.

A와 B의 최단거리는 11AU(또는 16억 7천만 킬로미터)로 토성과 태양 사이의 거리 정도에 해당되며, 가장 멀리 떨어질 경우 36AU로, 이는 태양과 명왕성 사이의 거리와 비슷하다.[3][4] 둘은 서로의 질량 중심을 기준으로 79.91년을 1주기로[3] 공전한다. 궤도 요소를 통해 A와 B의 질량을 합치면 태양의 2배인 것을 알 수 있다.([(11.2 + 35.6) / 2]3 / 802 = 2.0)[5] 둘의 공전 궤도 이심률은 0.52로, 태양계 행성들의 공전 궤도와 비교하면 매우 큰 값이다.[3] A와 B 각각의 질량은 1.09 M☉, 0.90 M☉인데,[6] 최근 측정값은 조금 더 높은 수치를 보여주고 있다. 주성 A의 질량은 1.14 M☉, 반성 B는 0.92 M☉로,[2]합치면 2.06 M☉이다. A와 B의 절대 등급은 각각 +4.38과 +5.71이다.[7][2] 항성진화 이론에 의하여, 질량과 분광형으로부터 유추한 두 별의 나이는 태양보다 조금 더 많아서[8][9][10] 약 50 ~ 60억 살이다.

[편집] 센타우루스자리 프록시마

이 부분의 본문은 센타우루스자리 프록시마입니다.

센타우루스자리 알파 A의 제2반성(伴星)인 센타우루스자리 프록시마는 적색 왜성으로, 표면온도 2700K에 분광형이 M5.5Ve, 절대등급은 15.53으로 태양과 비교하면 훨씬 더 어둡다. 질량은 약 0.123±0.06 Mʘ(반올림하여 0.12 Mʘ) 또는 태양의 약 8분의 1이다.[11]

센타우루스자리 프록시마와 센타우루스자리 알파 A/B와의 거리는 약 13,000AU(약 0.2광년, 1조 9400억 킬로미터)이며[12][13][10], 천구(天球) 상에서는 약 2도 정도 떨어져 있다. 이 거리는 태양과 센타우루스자리 알파 사이 거리의 약 5퍼센트에 해당한다. 이 별은 태양에서 4.22광년 떨어져 있어, 태양계에서 가장 가까운데, 프록시마라는 뜻은 「가장 가깝다」는 뜻이다.

프록시마는 센타우루스자리 알파 A, B와 중력적으로 묶여 있을 가능성이 있으며, 만약 그럴 경우 공전 주기는 약 10만 년에서 50만 년 사이가 된다.[10] 그러나 프록시마는 중력적으로 상관이 없는 독립된 천체이며, 단지 알파 항성계 근처를 포물선 궤도를 그리면서[14] 지나가는 중일 가능성도 있다.[12] 프록시마가 중력으로 묶여 있다는 중요한 증거로, 이들은 고유 운동을 공유하고 있다는 사실이 있다. 이는 우연히 발생할 가능성이 별로 없다.[10] 이론적으로 프록시마는 알파 항성계를 수백만 년 후 탈출할 가능성이 있다.[15] 아직까지 프록시마와 알파 항성계가 서로 중력적으로 묶여 있는지 검증되지는 않았다.[16]

[편집] 센타우루스자리 알파에 행성은 존재하는가?

왼쪽으로부터 태양, 센타우루스자리 알파 A, 센타우루스자리 B, 센타우루스자리 프록시마의 크기 비교.

90년대 중반 이후 태양과 같은 외톨이 항성은 물론 두 개 이상 별로 구성된 다중성계에서 행성들이 발견되면서, 센타우루스자리 알파에 행성들이 존재하거나, 또는 이들이 A와 B에 가까이 붙어서 돌고 있을 가능성이 제기되어 왔다. 이러한 추측을 하게 만든 이유로 센타우루스자리 알파의 구성원들(특히 A)은 태양과 나이, 밝기, 분광형, 중원소 함량, 지름 모든 것이 비슷하기 때문에 만약 알파가 행성을 거느리고 있다면 생명체가 존재 가능한 환경이 형성될 확률이 높다고 여겼기 때문이다. 세페우스자리 감마처럼 다른 쌍성계에서도 외계 행성이 발견된 사례가 있다. 여러 행성탐사팀들은 통과법이나 시선속도법 등을 이용하여 알파성 A와 B 주위를 관찰해 왔다. 그러나 아직까지 암석 행성, 가스 행성 심지어 질량이 큰 갈색 왜성 등 어떤 동반 천체도 이들 주위에서 발견되지 않았다.

컴퓨터 시뮬레이션에 기반하여, 일부 행성 천문학자들은 한 때 A와 B 주변에 행성들이 형성되었을 가능성이 있지만 현재 이들 주변의 생물권 내에 행성은 존재하지 않는다고 생각하고 있다. 수십억 년 전 행성들이 생겨나는 과정에서 이들 천체는 항성계를 이탈했을 것으로 보고 있다. 행성으로 자라난 천체들은 강력한 A와 B의 섭동 및 중력 때문에 궤도가 망가져 항성계 밖으로 날아가 버렸다는 것이다.

반대로 A와 B에 현재 행성이 있다는 주장도 있다. 과학자들은 둘 중 상대적으로 채층 활동이 많지 않고 조용한 B를 관측 대상으로 잡고 있다. 이는 B 주변에 천체가 존재할 경우 중력으로 인해 항성이 떨리는 것을 보다 민감하게 포착할 수 있기 때문이다. 시뮬레이션 결과 B로부터 0.5 ~ 1.5 천문단위 거리(이 곳은 물이 액체 상태로 존재 가능한 영역이다) 내에 지구 질량의 1 ~ 2배 정도 크기 행성이 적어도 한 개는 형성될 가능성이 높다는 결론이 도출되었다.[17]

멀지 않은 미래 인류의 기술 수준이 항성간 로봇 탐사선을 만들 정도가 된다면 센타우루스자리 알파 항성계는 아마도 탐사 대상 제 1호가 될 것이다. 항성 사이의 광대한 빈 공간을 건너 뛸 수준의 기술력을 얻으려면 수 세기는 더 기다려야 할 가능성이 있으며, 다른 별까지 닿으려면 매우 높은 속력으로 움직일 수 있는 우주선이 필요하다. 만약 현재 기술력으로 센타우루스자리 알파에 있는 행성들을 찾을 수 없다면, 미래에 무인 탐사선으로 직접 찾아가는 방법만이 존재 여부를 확인할 유일한 수단이 될 것이다.[18]

[편집] 행성이 존재할 가능성

행성 생성 시뮬레이션에 의하면 센타우루스자리 알파 A,B성의 주변 모두 지구형 행성이 생겨날 수 있는 후보지이다. 그러나 목성형 행성은 A,B성의 중력 효과로 인하여 생겨나기 힘들 것으로 보인다. 공전궤도의 안정성, 분광형, 항성계의 나이 등으로 유추하여 A,B성은 외계 생명체를 품고 있는 후보일 가능성이 크다. 그러나 일부 천문학자들은 목성형 행성이 없다면, 원시태양계의 미행성(微行星)들이 목성의 중력에 이끌려 지구에 물을 공급해 주었던 것처럼 A,B성 주변의 미행성이 가상의 지구형 행성으로 끌려 오게 만들 원천이 없기 때문에, 생명체는 발생하기 힘들 것이라고 추측한다. 그러나 A,B성이 서로에 대하여 목성형 행성의 역할을 할 경우 이 문제는 해결될 수 있다. 두 항성 모두 생명체를 품기에 적합한 분광형을 지니고 있다.

태양보다 좀 더 밝은 A성으로부터 지구와 비슷한 환경을 제공받기 위한 가상 행성의 공전궤도 반지름은 1.25AU로 지구와 화성의 중간 정도 거리에 해당하며, 공전주기는 1.34년이 된다. 마찬가지로 태양의 절반 정도 밝기인 B성의 경우 공전궤도 반지름은 금성 궤도 정도의 0.7AU, 공전주기는 0.63년이 된다.

[편집] 센타우루스자리 항성계의 하늘

센타우루스자리 알파 A 주위를 도는 가상 행성에서 바라본, A 및 B(좌측 어두운 별).

센타우루스자리 알파 A,B의 주변을 공전하는 가상행성(假想行星)에서 바라본 밤하늘은 지구에서 바라보는 밤하늘과 크게 다르지 않을 것이다. 그러나 센타우루스자리의 가장 밝은 별은 보이지 않을 것이다. 태양은 카시오페이아자리에서 0.5등성의 가장 밝은 별로 보일 것이다. 태양은 카시오페이아자리 엡실론의 옆에 위치할 것이며, 지구에서 바라볼 때 \/\/모양의 카시오페이아자리는 /\/\/로 바뀔 것이다.[19]

지구에서 상대적으로 가까운 별들인 시리우스, 프로키온, 알타이르 등은 위치가 크게 변할 것이다. 그보다 좀 더 먼 별들인 포말하우트나 직녀성의 경우 위치가 약간 변할 것이다. 센타우루스자리 프록시마는 0.2광년밖에 떨어져 있지 않음에도, 낮은 광도 때문에 4.5등성의 어두운 별로 보일 것이다.[19]

가상의 행성에서 바라본 동반성(同伴星)은 '어두운 태양'으로 보일 것이다. 예를 들면, A의 주위를 1.25AU 떨어져서 도는 가상행성은 A로부터 태양과 비슷한 빛을 받는데, 여기서 관찰한 B는 -21~-18.2등급의 밝기를 보일 것이다. 이는 주성의 밝기에 비해 190~2700배 어둡지만, 보름달보다 170~2300배 밝다. 반대로 B의 주위를 0.71AU 떨어져서 도는 가상행성은 B로부터 역시 태양과 비슷한 빛을 받는데, 여기서 관찰한 A는 -22.1~-19.4등급의 밝기를 보일 것이다. 이는 주성의 밝기에 비하여 70~840배 어둡지만, 보름달에 비하여 520~6300배 밝다. 두 경우 모두 반대쪽 동반성은 가상행성의 하늘을 횡단하는 것처럼 보일 것이다.[19]

만약 가상행성의 궤도경사각이 A와 B의 공전 궤도와 크게 차이가 나지 않는다고 가정하면, 동반성이 가상행성의 어머니 항성과 합의 위치에 올 경우 두 항성은 행성의 하늘에서 서로 반대 위치에 자리잡게 된다. 이 경우 가상행성이 만약 지구와 비슷한 대기를 지니고 있다고 가정한다면, 이 행성의 거주민이 바라보는 밤하늘은 1년 중 절반에 걸쳐 반성 때문에 암흑이 아니라 어두운 청색으로 보일 것이다. 이는 지구에서 일식이 일어날 때의 밝기와 비슷한 수준이다. 이 경우 가상행성의 거주자는 인공조명 없이도 책을 읽을 수 있다. A와 B는 가장 가까이 접근해도 11AU의 거리를 보이므로, 동반성으로부터 받는 빛과 열은 가상행성에서 살아가는 식물의 광합성이나 행성의 기후에 부정적인 효과를 가져올 정도는 아니다.[19]

[편집] 겉보기운동과 고유운동

센타우루스자리 베타에 대한 알파별의 고유 운동 경로.

약 4000년 후, 밤하늘의 센타우루스자리 알파는 센타우루스자리 베타 근처로 접근하여, 마치 안시이중성처럼 보일 것이다. 그러나 이것은 지구에서 바라보았을 때 바로 옆에 있는 것처럼 보이는 것일 뿐, 실제로 센타우루스자리 베타는 알파보다 지구에서 훨씬 더 멀리 떨어져 있으며, 알파보다 수천 배 밝다.

태양계 근처의 항성들과 지구 사이의 거리 변화를 나타낸 그래프. 가로축은 시간이며 세로축은 거리(광년)이다.

센타우루스자리 알파는 지금도 초속 22킬로미터의 속도로 태양에 가까워지고 있다.(그러나 센타우루스자리 프록시마는 상대적으로 접근 속도가 느려서 초속 16킬로미터이다). 이 추세라면 알파는 약 2만 8천 년 후 태양계에 3광년까지 접근할 것이다. 알파는 지금의 돛자리와 바다뱀자리 사이 위치로 자리를 옮길 것이며, 겉보기 밝기는 -1.28까지 상승한다. 이 시점에서 알파보다 밝은 별은 시리우스 하나 뿐이다.

[편집] 명칭

카시니-하위헌스 호가 촬영한 토성의 고리. 고리 위에 A와 B로 분리되어 보이는 센타우루스자리 알파가 있다.

센타우루스자리 알파는 여러 가지 고유 명칭을 갖고 있다. 대표적인 것들은 리길 켄타우루스[20](종종 줄여서 리길 켄트[21]로도 표기한다), 리글 켄타우루스[22][23], 포르투갈어로 리구엘 켄타우루스[24]라고 부른다. 이들의 어원은 아랍어 문구 Rijl Qantūris[21](또는 '켄타우로스의 다리'를 뜻하는 Rijl al-Qantūris,[25])에서 왔다. 그러나 가장 자주 사용되는 명칭은 바이어 명명법의 발음인 알파 센타우리이다. 또 다른 이름으로 톨리만이 있는데 이 단어의 어원은 타조를 뜻하는 아랍어 al-Zulmān[21]에서 왔다. 가끔씩 불리는 다른 이름으로는 분굴라[26]가 있는데, 이 말은 라틴어로 발굽을 뜻하는 운굴라에 "β"를 합쳐서 생긴 단어로 보인다.[21] 그러나 분굴라는 현대에 들어와서는 거의 사용되지 않는다.

중국에서는 센타우루스자리 알파를 남문이(南門二)로 불렸으며, 이는 '남쪽 문의 두 번째 별'이라는 뜻이다. 이름의 뜻대로, 센타우루스자리 알파와 베타는 함께 남십자자리를 가리키는 '남쪽 지시자' 역할을 한다.

[편집] 읽어보기

[편집] 참고 문헌

  1. ↑ Robert, Burnham. Burnham's Celestial Handbook. Courier Dover Publications, 549
  2. ↑ 가 나 다 Research Consortium on Nearby Stars, Georgia State University (2007년 9월 17일). The One Hundred Nearest Star Systems. RECONS.
  3. ↑ 가 나 다 Hartkopf, W.; Mason, D. M., “Sixth Catalog of Orbits of Visual Binaries”, 《U. S.Naval Observatory, Washington D.C.》.
  4. ↑ Robert Aitken, "The Binary Stars", Dover, 1961, p.236.
  5. ↑ Aitken, R.G., "The Binary Stars", Dover, 1961, p.236.
  6. ↑ Kim, Y-C.J.. Standard Stellar Models; alpha Cen A and B. Journal of the Korean Astronomical Society 32: 120.
  7. ↑ Kamper, K.W.. Alpha and Proxima Centauri. Astronomical Journal 83: 1653. doi:10.1086/112378.
  8. ↑ Kervella, Pierre; Thevenin, Frederic. A Family Portrait of the Alpha Centauri System. ESO.
  9. ↑ Kim, Y-C.J.. Standard Stellar Models; alpha Cen A and B. Journal of the Korean Astronomical Society 32: 119.
  10. ↑ 가 나 다 라 Matthews, R.A.J.. Is Proxima really in orbit about α Cen A/B?. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 261: L5.
  11. ↑ Ségransan, D., Kervella, P.; Forveille, T.; Queloz, D.. Astronomy and Astrophysics 397: L5-L8.
  12. ↑ 가 나 Heintz, W.D. (1978). Double Stars. D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, 72
  13. ↑ Kamper, K.W.. Alpha and Proxima Centauri. Astronomical Journal 83: 1653. doi:10.1086/112378.
  14. ↑ Anosova, J. et.al.. Dynamics of nearby multiple stars. The α system. Astronomy and Astrophysics 292: 115.
  15. ↑ Matthews, R.A.J.. The Close Approach of Stars in the Solar Neighbourhood. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society 35: 1–8.
  16. ↑ Wetheimer, J.G.. "Are Proxima and Alpha Centauri Gravitationally Bound?" (2008).
  17. ↑ 《solstation》. Alpha Centauri 3. 2008-11-27 확인.
  18. ↑ Ian O'NeilL. How Long Would it Take to Travel to the Nearest Star? 08 July 2008.
  19. ↑ 가 나 다 라 Croswell, K.. Does Alpha Centauri Have Intelligent Life?. Astronomy 19: 28–37.
  20. ↑ 프랜시스 베일리, "The Catalogues of Ptolemy, Ulugh Beigh, Tycho Brahe, Halley, and Hevelius," Memoirs of Royal Astronomical Society, vol. XIII, London, 1843.
  21. ↑ 가 나 다 라 Kunitzsch P., & Smart, T., A Dictionary of Modern star Names: A Short Guide to 254 Star Names and Their Derivations, Cambride, Sky Pub. Corp., 2006, p. 27
  22. ↑ Thomas Hyde, "Ulugh Beighi Tabulae Stellarum Fixarum", Tabulae Long. ac Lat. Stellarum Fixarum ex Observatione Ulugh Beighi, Oxford, 1665, p. 142.
  23. ↑ Hyde T., "In Ulugh Beighi Tabulae Stellarum Fixarum Commentarii", op. cit., p. 67.
  24. ↑ da Silva Oliveira, R., "Crux Australis: o Cruzeiro do Sul", Artigos: Planetario Movel Inflavel AsterDomus.
  25. ↑ Davis Jr., G. A., "The Pronunciations, Derivations, and Meanings of a Selected List of Star Names,"Popular Astronomy, Vol. LII, No. 3, Oct. 1944, p. 16.
  26. ↑ Burritt, E. H., Star atlas, Designed to Illustrate the Geography of the Heavens, (New Edition), New York, F. J. Huntington and Co., 1835, pl. VII.

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