프로키온

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프로키온
프로키온의 위치
프로키온의 위치
명칭
바이어 명명법 작은개자리 알파 (α Canis Minoris)
플램스티드 명명법 작은개자리 10 (10 Canis Minoris)
밝은 별 목록 HR 2943
헨리 드레이퍼 목록 HD 61421
스미소니언 천문대 항성목록 SAO 115756
소천성표 BD +05°1739
히파르코스 목록 HIP 37279
다른 이름 GJ 280, GCTP1805.00, LHS 233.[1]
관측 정보
(역기점 J2000)
별자리 작은개자리
적경(α) 07h 39m 18.11950s[2]
적위(δ) +05° 13′ 29.9552″[2]
겉보기등급(m) A: 0.34[3], B: 10.7[4]
절대등급(M) 2.66/13.0[4]
위치천문학
시선속도 −3.2 km/s[5]
적경 고유운동 −714.590 mas/yr[2]
적위 고유운동 −1036.80 mas/yr[2]
연주시차 284.56 ± 1.26 mas[2]
성질
광도 A: 6.93[3], B: 0.00049[6] L
나이 A: 1.87±0.13[7], B: 1.37[6] (십억 년)
분광형 F5 IV–V[3] + DQZ[8]
U-B 색지수 A: +0.00[9]
B-V 색지수 +0.42[9]
추가 사항
질량 A: 1.499±0.031[7], B: 0.602±0.015[8] M
반지름 A: 2.048±0.025[3], B: 0.01234±0.00032[8] R
표면온도 A: 6,530±50[3], B: 7,740±50[8] K
중원소 함량 (Fe/H) A: −0.05±0.03[3]
표면 중력 (log g) A: 3.96[3], B: 8.0[8] cgs
자전 주기 A: 23 일[10]
자전 속도 A: 3.16±0.50 km/s[3]
항성 목록

겉보기등급순 · 절대등급순
거리순 · 질량순 · 반지름순

프로키온(Procyon)[11]작은개자리 방향에 있는 항성계이다. 겉보기등급은 0.34로 밤하늘에서 여덟 번째로 밝게 보인다.[3] 바이어 명명법에 따르면 작은개자리 알파(α CMi)로 표기한다. 유럽 우주국히파르코스 측성 위성이 측정한 바에 따르면[12] 프로키온 계는 태양으로부터 약 11.46 광년 (3.51 파섹) 거리에 있어 지구와 매우 가까운 편에 속한다.[2]

프로키온은 쌍성계로 흰색 빛을 내는 분광형 F5 IV–V의 주계열성 A와 분광형 DQZ의 희미한 백색왜성인 B로 이루어져 있다.[8] 두 별은 공전궤도 이심률 0.4를 그리면서 서로를 40.8 년에 1회 공전하고 있다.

관측[편집]

프로키온(왼쪽 위), 베텔게우스(오른쪽 위), 시리우스(가운데 아래) 셋은 겨울의 대삼각형을 구성한다. 사진의 오른쪽 부분이 오리온자리이다.

프로키온은 북반구 관측자의 시점에서 매년 1월 14일 자정에 남중하며 밤하늘에서 여덟 번째로 밝게 보인다.[13] 이 별은 시리우스, 베텔게우스와 함께 겨울의 대삼각형을 구성하는 꼭짓점 중 하나이다.[14]

색지수는 0.42로 프로키온은 옅은 노란색 빛을 내는 것으로 기록되어 왔다.[14]

항성계[편집]

계의 공전면 위에서 바라보았을 때 프로키온 B가 그리는 궤도.

프로키온은 겉보기등급 0.34로 밝게 빛나는 주성 프로키온 A[3] 겉보기등급 10.7로 맨눈에 보이지 않는 어두운 반성 프로키온 B로 이루어져 있다.[4] 두 별은 수성의 궤도보다 더 크게 찌그러진 0.407의 공전궤도 이심률을 그리면서 서로를 40.82 년에 1회 공전하고 있다. 이들의 공전면은 지구에서 관측하는 시선방향에 대해 31.1°만큼 기울어져 있다.[15] A와 B는 평균적으로 서로 15.0 천문단위(AU) 떨어져 있으며 이 거리는 태양으로부터 천왕성까지의 거리보다 약간 짧은 정도이다. 다만 이심률이 크기 때문에 두 별은 8.9 AU까지 접근했다가 21.0 AU까지 물러나는 것을 반복한다.[16]

프로키온 A[편집]

주성의 분광형은 F5 IV–V로 F형 주계열 단계의 거의 막바지 단계에 있음을 보여준다. 프로키온 A는 분광형에 비해 광도가 높아서 중심핵의 수소를 거의 다 소진하여 준거성으로 진화하는 단계에 있음을 알 수 있다. 이후 A는 핵융합의 장소를 중심핵 바깥쪽으로 옮기면서 팽창할 것이다.[3] A는 계속 부피가 확장되면서 종국적으로 현재 반지름의 대략 80 ~ 150 배까지 부풀어오를 것이며 적색 또는 오렌지색의 빛을 낼 것이다. 이 과정은 대략 앞으로 1천만 ~ 1억 년 후 일어날 것이다.[17]

외포층 대기의 유효 온도는 6,530 K으로 측정되어[3] 이 온도에서 A는 흰색으로 빛난다. 질량은 태양보다 50% 크며, 반지름은 태양의 약 2 배, 광도는 태양의 약 7 배이다.[3][18] A의 중심핵과 외포층은 둘 다 대류층으로 이 둘 사이를 넓은 복사층이 분리하고 있다.[7]

진동[편집]

2004년 6월 말 캐나다의 MOST 위성 망원경은 프로키온 A를 32일 동안 관측했다. 이 연속적인 광학 모니터링은 A가 태양과 비슷한 '광도 진동'을 보여주는지를 확인하는 것과, 성진학적 연구를 수행하는 것이 그 목적이었다. 관측 결과 A는 진동을 보여주지 않았으며 천문학자들은 항성 진동 이론을 재고할 필요가 있다고 결론내렸다.[19] 그러나 다른 천문학자들은 진동이 검출되지 않은 것이 지상에서의 시선속도 관측 결과와 일치한다고 주장했다.[20][21]

천문학자들은 1999년부터 2000년까지 NASA의 WIRE 위성이 측정한 측광학적 수치를 통해 프로키온에 태양과 유사한 진동 현상 및 쌀알무늬(항성 표면 근처에 존재하는 대류층 구조)가 존재한다는 증거를 잡아냈다.[22] MOST 위성의 결과와는 달리 WIRE의 측광 자료에 나타난 변화량은 지상에서 측정한 시선속도 값들과 일치했다.

프로키온 B[편집]

시리우스 B처럼 프로키온 B는 실체를 관측하기 훨씬 전에 측성 자료로부터 존재를 유추해 낸 백색왜성이다. 이미 1844년 독일 천문학자 프리드리히 베셀이 그 존재를 추정했으며 1862년 아우베르스가 논문으로 B의 궤도 요소들을 계산해 냈다.[23] 1896년 독일계 미국인 천문학자 존 마틴 셰벌레가 릭 천문대에서 36인치 반사망원경을 이용하여 예측했던 위치에서 그 실체를 관측하는 데에 성공했다.[24] 프로키온 B를 분리하여 관측하는 것은 시리우스 B보다 더 어려운데 이는 주성과의 밝기 차이가 시리우스보다 더 크고, 주성으로부터 멀어지는 정도가 더 작기 때문이다.[16]

프로키온 B의 질량은 태양의 60% 수준으로 시리우스 B의 질량보다 훨씬 작다. 그러나 축퇴물질의 신기한 특성 때문에 프로키온 B의 반지름은 8600 킬로미터로 시리우스 B의 5800 킬로미터보다 크다.[8][25] 이 반지름은 탄소로 이루어진 핵을 가정하는 백색왜성 모형과 잘 들어맞는다.[8] 분광형은 DQZ로[8] 대기 대부분은 헬륨으로 이루어져 있으며, 헬륨보다 무거운 원소들은 미량 포함되어 있다. 아직 밝혀지지 않은 모종의 이유 때문에 프로키온 B의 질량은 그 분광형의 백색왜성 치고 비정상적으로 작다.[7] 표면의 온도는 7,740 켈빈으로 시리우스 B보다 훨씬 더 차가운데 이는 프로키온 B가 시리우스 B보다 질량이 작고 나이가 많다는 증거로 보인다. 프로키온 B가 주계열 시절이었을 적의 질량은 대략 2.59+0.22
−0.18
 M
이었고, 주계열성으로서 6억 8천만 년 ± 1억 7천만 년을 지내다가 지금으로부터 대략 11억 9천만 년 ± 1억 1천만 년 전에 생을 마감한 것으로 추측된다.[7]

X선 방출[편집]

1975년까지 연엑스선에 민감한 탐지기들을 이용하여 사진촬영 없이 프로키온으로부터 나오는 엑스선을 감지해내려 시도했으나 모두 실패했다.[26] 1970년대 후반 코페르니쿠스와 TD-1A를 이용해서 프로키온을 폭넓게 관측했다.[27] 1979년 4월 1일 아인슈타인 연구소의 고해상도 촬영기(HRI)를 이용하여 프로키온 AB와 관련있는 엑스선원을 찾아냈다.[28] HRI가 촬영한 엑스선원지는 점처럼 보였으며 그 위치는 프로키온 A로부터 4" 남쪽이었다. 이는 오차서클의 90% 신뢰도 경계선에 있는 위치로, 프로키온 A의 5" 북쪽(엑스선원 지점에서 9" 거리)에 있던 B보다 A가 방출원일 가능성이 높음을 보여주었다.[27]

어원 및 문화적 특징[편집]

작은개자리 알파(α CMi)는 이 항성계를 바이어 명명법으로 표기한 것이다.

고유명칭 프로키온(Procyon)은 고대 그리스어 Προκύων ('의 앞')에서 온 것으로 이런 이름이 붙은 이유는 지구의 자전 때문에 프로키온이 '개의 별' 시리우스보다 먼저 떠오르기 때문이다.(프로키온의 적경이 시리우스보다 크지만 위도상으로 보다 북쪽에 있기 때문에 북반구 대부분 지역에서 볼 때 지평선에서 시리우스보다 일찍 떠오르는 것처럼 보인다.) 그리스 신화에서 프로키온은 이카리오스의 딸 에리고네가 데리고 있는 사냥개 마에라와 연관이 있다.[29] 2016년 국제천문연맹은 항성의 고유명칭들을 목록화 및 표준화할 목적으로 항성명칭 워킹그룹(WGSN)을 조직했다.[30] WGSN은 2016년 7월 최초 공고문을 발표했으며[31] 이 고시에서 계 구성원 중 밝은 주성 작은개자리 알파 A에 프로키온 Procyon 명칭을 부여했다.

'개의 별' 둘은 가장 오래 된 고대 문헌에서 언급되며 고대 바빌로니아이집트인들의 숭배를 받았다. 바빌로니아 전설에서 프로키온은 마르두크의 일면이자 하늘을 설계하고 조직한 난가르(목수)로 인식되었다.[32]

마케도니아 전승에서 별자리들은 농작물과 동물들을 상징했다. 마케도니아인들은 프로키온과 시리우스를 Volci 로 불렀으며 이는 '쟁기를 맨 황소(오리온자리) 주위를 빙빙 도는 굶주린 늑대들'이라는 의미이다.[33]

드물게 쓰이는 고유 명칭으로 프로키온의 라틴어 번역명 '안테카니스' Antecanis 와, 아랍어에서 유래한 '알 시라' Al Shira 및 '엘고마이사' Elgomaisa 가 있다. 중세 잉글랜드와 서유럽의 아스트롤라베에서는 상기 아랍 명칭의 변종 '알고메이자' Algomeiza / Algomeyza 를 사용했다.[34]

중화권에서 프로키온은 작은개자리 엡실론, 작은개자리 베타와 함께 남하(南河, '남쪽 강')를 구성한다.[35] 이들 중 프로키온 하나만을 일컫는 명칭은 남하3(南河三)이다.[36] 프로키온은 주작의 일부분이기도 하다.

하와이인들은 프로키온을 '케 카 오 마칼리'('마칼리' 카누의 바닥에 고인 물을 퍼내는 그릇) 별자리의 일부로 인식했으며 바다를 항해할 때 길잡이로 삼았다. 프로키온 하나만을 부르는 명칭은 '푸아나'()이며 카펠라, 시리우스, 카스토르, 폴룩스가 별자리의 나머지 구성원들이다.[37] 타히티인들의 전승에서 프로키온은 하늘을 받치는 기둥들 중 하나였으며 '아나-타후아-바히네-오-토아-테-마나바'(용감한 마음의 여사제 별)로 인식되었다.[38] 마오리족은 프로키온을 '푸안가호리'로 불렀다.[39]

프로키온은 브라질의 국기에 등장하며 아마조나스주를 상징한다.[40] 브라질 마투그로수주의 칼라팔루족은 프로키온과 카노푸스를 '코폰고'(오리)로, 카스토르와 폴룩스를 코폰고의 두 팔로 인식했다. 코폰고 별자리의 모양은 우기가 다가오는 것과 축제에서 손님들을 대접할 마니옥이 늘어나는 것을 상징했다.[41]

이누이트족은 이 별을 그들의 천문학 및 신화에서 매우 중요한 존재로 생각하며 '시쿨리아르시우주이투크'로 부른다. 이는 '새로 생긴 해빙(海氷) 위로 절대 올라가지 않는 사람'으로, '너무 뚱뚱하여 얼음 위에서 사냥을 할 수 없기에 자기 마을 사냥꾼들로부터 음식을 훔치는 사람'이라는 의미를 담고 있다. 마을의 사냥꾼들은 이 사람에게 해빙 위로 가라고 요구하다가 결국 그를 죽인다. 프로키온은 겨울에 북극에서 떠오를 때 일반적으로 붉게(가끔 살짝 초록빛을 띠기도 함) 보이는데, 이 붉은 빛이 시쿨리아르시우주이투크가 를 흘리는 최후와 연결되기에 상기 명칭을 부여받았다.[42]

프로키온 계에서의 하늘[편집]

프로키온 계에서 바라본 태양은 지구에서 바라본 프로키온의 위치와 정확히 반대인 독수리자리 내 적경 19h 39m 18.11950s, 적위 -05° 13′ 29.9552″에 위치해 있을 것이다. 태양은 겉보기등급 2.55로 보일 것이며 이는 대충 우리 밤하늘에서의 전갈자리 베타와 비슷한 밝기이다. 당연히 작은개자리에서 가장 밝은 별은 보이지 않을 것이다.

프로키온에서 제일 가까운 이웃별은 루이텐의 별로 약 1.12 광년 (0.34 파섹) 떨어져 있다. 프로키온 주변에 가상의 행성이 있다면 이 행성에서 바라본 루이텐의 별은 겉보기등급 +2.7 등성으로 보일 것이다.[43]

각주[편집]

  1. “PROCYON AB -- Spectroscopic binary”, 《SIMBAD》 (Centre de Données astronomiques de Strasbourg), 2011년 11월 23일에 확인함 
  2. van Leeuwen, F. (November 2007), “Validation of the new Hipparcos reduction”, 《Astronomy and Astrophysics》 474 (2): 653–664, arXiv:0708.1752, Bibcode:2007A&A...474..653V, doi:10.1051/0004-6361:20078357 
  3. Kervella, P.; 외. (January 2004), “The diameter and evolutionary state of Procyon A. Multi-technique modeling using asteroseismic and interferometric constraints”, 《Astronomy and Astrophysics》 413 (1): 251–256, arXiv:astro-ph/0309148, Bibcode:2004A&A...413..251K, doi:10.1051/0004-6361:20031527 
  4. Schroeder, Daniel J.; Golimowski, David A.; Brukardt, Ryan A.; Burrows, Christopher J.; Caldwell, John J.; Fastie, William G.; Ford, Holland C.; Hesman, Brigette; Kletskin, Ilona; Krist, John E.; Royle, Patricia; Zubrowski, Richard. A. (February 2000), “A Search for Faint Companions to Nearby Stars Using the Wide Field Planetary Camera 2”, 《The Astronomical Journal》 119 (2): 906–922, Bibcode:2000AJ....119..906S, doi:10.1086/301227 
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  14. Schaaf 2008, 166쪽.
  15. Girard, T. M.; 외. (May 2000), “A Redetermination of the Mass of Procyon”, 《The Astronomical Journal》 119 (5): 2428–2436, Bibcode:2000AJ....119.2428G, doi:10.1086/301353 
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참고 서적[편집]

  • (영어) Strand, K. Aa. (January 1951), “The Orbit and Parallax of Procyon”, 《Astrophysical Journal》 113: 1, Bibcode:1951ApJ...113....1S, doi:10.1086/145373 
  • (영어) Schaaf, Fred (2008). 《The Brightest Stars: Discovering the Universe through the Sky's Most Brilliant Stars》. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-70410-2. 

좌표: 하늘 지도 07h 39m 18.1s, +05° 13′ 29″