최근 수정 시각 : 2019-03-03 09:36:43

볼프–레이에별

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영어: Wolf-Rayet Star
프랑스어: Étoile Wolf-Rayet

1. 개요2. 수치3. 감마선 폭발4. 분류

1. 개요

파일:xKgoOzB.jpg
M1-67 성운

볼프-레이에별은 아주 무거운 질량을 가진 항성의 최종 진화 단계로, 어마어마하게 불어난 외피층을 자신의 강력한 태양풍으로 날려보내어 내핵이 드러난 별이다. 1867년 프랑스의 천문학자 샤를 볼프[1]와 조르주 레이에가 함께 발견했으며, 분광형은 W로 대기가 헬륨으로 되어 있다.
막대한 양의 가스를 주변으로 흩뿌린 상태라 성운이 형성된다. 성운의 형성 과정은 행성상 성운과 비슷하나 구조도 매우 복잡하고 성운 한 가운데에 아주 밝은 별이 존재하는 등 대단히 활동적이다. 이들이 항성풍으로 잃어버리는 질량은 태양이 항성풍으로 잃는 질량의 10억 배에 달한다.

최근에는 우리 태양계의 생성이 이 볼프-레이에별의 항성풍 거품에서 생겨났다는 설이 제기되었다. 우리 태양계가 어디에서 기원한 것인지 생성기원에 대해서는 천체물리학계에서도 여러 설이 분분하다. 그런데 우리 태양계는 다른 주계열성 항성계에 비해서는 비교적 무거운 중원소들이 풍부한 편이고 그래서 그동안은 주로 초신성의 폭발 잔해 에서 생겼다는 설이 많았다. 그런데 초신성 폭발의 잔해에서 생긴 별 치고도 중원소 금속의 비율이 너무 높았다. 그래서 한번의 초신성 폭발로 생성된 것이 아니고 1차 초신성 폭발의 잔해가 뭉쳐서 거대항성이 생겼다가 다시 2차 초신성 폭발을 일으키고 그 2세대 항성의 폭발 잔해가 뭉쳐서 우리 태양계가 탄생했기 때문에 중원소 들이 누적되어 금속의 비율이 더욱 높아졌다는 식으로 설명하였다. 즉 태양은 원래 초거대 항성의 손자뻘인 3세대 항성이라는 것. 하지만 이런 초신성 기원설로도 동위원소들의 구성비율의 이론적 예측치와 태양계의 실제 비율과 잘 맞지 않는 문제가 있다. 태양계의 중원소 중에서 특히 알미늄26은 풍부한데 철60은 매우 부족한 문제가 있었다. 그런데 이 볼프-레이에 별 의 엄청난 항성풍에는 이런 중원소 비율이 매우 높아서 이런 알미늄26의 생성과 철 60의 부족을 설명할 수 있다는 설이 제기되어 이 볼프-레이에 별을 태양계의 기원으로 보는 설이 천문학계의 관심을 모으고 있다.

2. 수치

표면 온도는 25,000 K에서 200,000 K에 달한다. 광도는 태양의 15만 배에서 현재까지 발견된 가장 밝은 별 R136a1의 경우 태양의 870만 배까지 다양하다. 질량 역시 태양의 20배에서 최대 태양의 265배 이상에 달한다. 아직 발견되지는 않았으나 일부 볼프–레이에 별은 이보다도 더 클 수 있다. 수명은 매우 짧은 편이며, 반지름은 중력 때문에 질량에 비해 작다.

3. 감마선 폭발


볼프-레이에별들 중 많은 양의 질량을 잃어 탄소층까지 노출한 볼프-레이에별은 감마선 폭발을 일으킬 가능성이 있다.감마선 폭발시 많은 양의 강력한 감마선이 나오기 때문에 주변의 생태계에 치명적인 영향을 끼칠 수 있다. 가까운 볼프-레이에별인 WR 104의 경우 8000광년 밖에 떨어져 있지 않고 회전축이 지구와 16도 경사만을 이루기 때문에 WR104가 감마선 폭발을 일으킬 경우 지구 오존층의 25%가 사라져 먹이사슬이 붕괴되며 많은 생명체가 멸종할 것이다. 이전에도 감마선 폭발로 지구상의 많은 생명체가 멸종했을 것이라고 추정된다. 그러나 후속연구에 따르면 WR 104의 회전축이 지구와 30~40도 경사(최대 45도)로 더 많이 비껴나와 있을 가능성이 높다고 보기에 폭발 시에도 최악의 시나리오가 발생할 확률은 매우 낮다고 보고 있다. 또한 제트의 폭이 넓어지면 영향거리가 오히려 짧아져서 지구에 오기 전에 끝나버릴 가능성이 있고, 제트의 폭이 좁아지면 영향거리는 길어지지만 지구에서 한참 빗나간다(...).

발견하게 된 것이 매우 운이 좋은데, 미국이 매의 눈으로 핵실험을 관측하기 위해 쏘아올린[2] VELA 위성에 실린 감마선 관측기에서 잡으라던 핵실험은 안 잡고 이상한 걸 잡았고, LANL에서 이에 대해 연구하기 시작했다. 이후 하나의 VELA 위성이 아닌 여러 VELA 위성에 잡혔음을 깨달았으며, 이후 계속된 연구로 우주에서 발생한 감마선임을 알았다. 이처럼 과학 외적인 우연한 사건으로 인해 과학이 발전하는 현상을 세렌디피티(serendipity) 현상이라고도 부르며, 감마선 폭발 발견이 대표적인 사례이다.

감마선을 막는 데에는 두꺼운 콘크리트 벽이 필요하므로 이 별이 폭발할 경우 생존할 수 있는 곳은 북미항공우주방위사령부의 서브 기지로 활용되는 샤이엔 산 벙커같이 무지막지한 장갑 떡칠을 해놓은 곳이거나, 부산 지하철 3호선만덕역 같이 무지막지한 깊이를 자랑하는 지하 콘크리트 시설 정도 뿐이다.

4. 분류

크게는 WC, WN, WO, WN / C형으로 분류되는데 이는 탄소, 질소, 산소 방출 스펙트럼의 정도에 따른 분류이다. WN / C의 경우 WN형과 WC형의 중간이다. WC, WN은 뒤에 E와 L을 붙여 각각 초기형, 후기형으로 분류된다. 분광형은 11 ~ 2.5까지 존재한다.


[1] 볼프 359의 볼프가 이 볼프라고 착각할 수 있지만 볼프 359의 볼프는 독일의 천문학자 막시밀리안 볼프를 가리키는 것이다.[2] 지금은 NAVSTAR가 핵실험을 탐지한다.

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