빛의 장관을 보여주는 고물자리 RS별 (RS Pup)

 

Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collaboration

사진1> 이 사진은 변광성 유형 중 세페이드 변광성으로 알려져 있는 RS Puppis(이하 RS Pup)를 촬영한 사진이다.

변광성으로 변해갈 때 세페이드 유형에 해당하는 별들은 상대적으로 긴 변광주기를 갖게 된다.
예를 들어 RS Pup은 40일 주기동안 다양한 밝기를 나타낸다.

RS Pup은 독특한 별이다.

이 변광성은 두껍고 어두운 먼지 구름에 휘감겨 있어 놀라운 선명도와 함께 빛의 메아리라고 알려진 현상도 함께 보여주고 있다.

허블 우주망원경을 이용한 일련의 관측들은 먼지 가득한 환경에 둘러싸인 에테르성 물질들과 함께 어두운 우주를 배경으로 가득 들어찬 있는 은하들의 모습도 함께 보여주고 있다.

         

 

빛의 장관을 보여주는 RS Pup

 

허블 우주망원경이 5주가 넘는 기간동안 변광성 RS 퍼피스(RS Puppis)를 관측해왔다.
이 별은 맥동을 계속함에 따라 밝아졌다가 어두워지는 양상을 반복하고 있다.

이러한 맥동현상은 빛의 메아리 현상으로 알려진 놀랄만큼 아름다운 현상을 만들어낸다.
빛의 메아리 현상은 별을 둘러싸고 있는 혼탁한 주변에 빛이 반향을 만들어내는 현상을 말한다.

 

 

별은 생애의 대부분을 매우 안정된 상태로 보내며 자신의 핵연료를 천천히 소진하는 동안 밝게 빛나는 상태를 유지한다.

그러나 수소 연료의 대부분을 소진하고 나면 어떤 별들은 매우 다른 형태의 별인 맥동성으로 진화하게 된다.

 이들은 수일 또는 수주간에 걸쳐 팽창과 수축을 반복하는 불안정한 상황에 빠지게 되고 이에 따라 밝아졌다가 어두워졌다가를 반복하게 된다.

이번에 허블이 촬영한 RS Pup이라는 별은 세페이드 변광성으로 알려져 있는 변광성 유형에 속한다[1].

 

변광성으로 변해갈 때 세페이드 유형에 해당하는 별들은 상대적으로 긴 변광주기를 갖게 된다.

예를 들어 RS Pup은 40일을 주기로 다양한 밝기를 나타낸다.

 

RS Pup은 두껍고 어두운 가스와 먼지 구름에 휘감겨 있는 특이한 변광성이다.

 

허블은 2010년, 5주동안 이 별과 혼탁하게 잠겨 있는 주변을 관측했고, 각 변광 주기의 서로다른 단계를 촬영해냈다.

그 결과 과학자들은 이 에테르와 같은 천체에 대한 동영상을 만들어낼 수 있었다.

 

 

Credit:  NASA, ESA, G. Bacon (STScI), the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration,  and H. Bond (STScI and Pennsylvania State University)

동영상 설명> 허블 우주망원경을 이용하여 수주동안 관측한 자료를 이용하여 만들어진 이 동영상은 변광성 RS Pup과 그 주변의 모습을 보여주고 있다.

이 별의 주변에서는 빛의 메아리라고 알려져 있는 현상의 놀랄만큼 아름다운 예를 볼 수 있으며 이 현상은 마치 RS Pup으로부터 가스 구름들이 퍼져나가고 있는듯한 환상을 만들어낸다.

이 관측은 2010년 5주가 넘는 기간동안 수행되었으며, 대략 41일을 주기로 서로 다른 단계를 보여주는 변광성의 모습이 촬영되었다.

이 짧은 동영상은 빛의 메아리 현상이 발생하는 메카니즘을 더더욱 선명하게 강조하기 위해 여러번 반복하며 이 현상을 보여주고 있다.

 

 허블 관측 자료에서는 빛의 메아리라 알려진 현상에 대한 명백한 움직임을 보여주고 있다[2].

 

 RS Pup을 둘러싸고 있는 먼지 가득한 환경은 이러한 빛의 메아리 효과를 놀랄만큼 명확하게 보여주고 있다.

별이 팽창하며 밝아질 때 우리는 별을 둘러싸고 있는 먼지와 가스의 껍데기에 점진적으로 반사되어 퍼져나가며 마치 가스가 바깥쪽으로 움직이는 듯한 환상을 만들어내는 빛을 보게 된다.

이렇게 반사된 빛은 더 먼 거리를 여행하게 되어 이 별로부터 바로 쏟아져 나온 빛이 지구에 도착한 이후에 도착하게 된다[3].

이것은 주변 물체에 소리가 부딪쳐 나오면서 메아리를 듣게 만드는 현상과 유사하다. 

  

이러한 효과는 확실하게 자체내의 충돌을 만들어내기 때문에 과학자들이 RS Pup을 관측하는 중요한 이유가 되기도 한다.

이러한 변광 주기는 해당 천체의 고유밝기와 직접적인 연관성이 있는 것으로 알려져 있다.
따라서 이 속성은 천문학자들이 이들을 우주의 거리 표지석으로 사용할 수 있도록 해주고 있다.

 

 몇년전 천문학자들은 RS Pup주변에서 발생하는 빛의 메아리를 이용하여 이 천체까지의 거리를 매우 높은 정확도로 측정한 바 있다.

 

 RS Pup과 같은 별을 연구함으로써 보다 방대한 우주적 스케일을 이해하고 그 거리를 측정할 수 있게 될 것이다.

 

 

Credit: ESA/Hubble & ESO

사진2> 이것은 우리 은하에 위치하는 세페이드 변광성 RS Pup의 위치를 보여주는 상상화이다.

ESO의 NTT 관측으로부터 일련의 성운과 같은 천체들에 나타나는 메아리를 분석한 결과에 의하면 RS Pup까지의 거리는 6,500광년이며 오차는 90광년 정도이다.
RS Pup은 우리 태양과 은하 중심부 사이 1/4지점에 위치하고 있다. 
RS Pup은 각종 천체들이 몰려 있는 우리 은하 평원에 위치하고 있다.

 

 

Credit:ESA/Hubble, NASA & Digitized Sky Survey 2

사진3> DSS로부터 촬영한 이 사진은 변광성 RS Pup과 그 주변을 함께 보여주고 있다.

이곳에는 천문학적으로 흥미로운 천체들이 많이 존재하고 있다.

사진 정중앙에 밝게 빛나는 별이 RS Pup이다.

이 별은 세페이드 변광성으로 알려져 있는 유형의 변광성이다.

사진 하단으로는 고물자리 Y별(Y Puppis)라고 알려진 또 한의 변광성이 보인다.

RS Pup과 마찬가지로 이 별 역시 맥동 변광성이지만 그 주기는 약간 불규칙적이다.

이 별은 400광년 거리에 위치하며 다중성계의 한 부분이다.

이 별은 적외선에서 매우 밝은 빛을 뿜어내며 불타오르는 듯한 붉은 색을 띠고 있다.

Y Puppis의 바로 오른쪽으로는 V351 Puppis 또는 신성  Pup 1991 이라고 알려져 있는 또하나의 흥미로운 별이 보이는데 이 별은 선명한 노란색 천체로 보인다.

이 별은 1991년 우주공간으로 자신의 외피를 뿜어내면서 가스로 이루어진 성운과 같은 형태의 껍데기가 만들어졌다.

 

 

각주

[1] RS Pup은 태양보다 10배 이상 무거운 별이며 그 밝기는 대략 태양의 1만 5천배이다.
이 별은 6500광년 거리에 위치하고 있다.

 

[2] 이러한 빛의 메아리 현상은 천문학자들로 하여금 2008년 RS Pup까지의 거리를 매우 정확하게 계산할 수 있게 해 주었다.

이러한 측정치는 세페이드 변광성에 대해 계산된 결과 중 가장 정확한 결과였다.

 

[3] 이러한 효과는 퍼져나가는 빛이 마치 빛의 속도보다 더 빠르게 움직이는 듯한 모습을 보여주게 되는데 이건 착각에 불과하다.

 

* 출처 : 유럽우주국(ESA) 허블 2013년 12월 17일 발표 뉴스
            http://www.spacetelescope.org/news/heic1323/

 

참고 : 고물자리 RS별을 비롯한 각종 별에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다.
          https://big-crunch.tistory.com/12346972

 

원문>

heic1323 - Photo Release

RS Puppis puts on a spectacular light show

17 December 2013

 

The NASA/ESA Hubble Space Telescope has observed the variable star RS Puppis over a period of five weeks, showing the star growing brighter and dimmer as it pulsates. These pulsations have created a stunning example of a phenomenon known as a light echo, where light appears to reverberate through the murky environment around the star.

For most of its life, a star is pretty stable, slowly consuming the fuel at its core to keep it shining brightly.

However, once most of the hydrogen that stars use as fuel has been consumed, some stars evolve into very different beasts — pulsating stars. They become unstable, expanding and shrinking over a number of days or weeks and growing brighter and dimmer as they do so.

A new and spectacular Hubble image shows RS Puppis, a type of variable star known as a Cepheid variable [1]. As variable stars go, Cepheids have comparatively long periods. RS Puppis, for example, varies in brightness by almost a factor of five every 40 or so days.

RS Puppis is unusual as it is shrouded by a nebula — thick, dark clouds of gas and dust. Hubble observed this star and its murky environment over a period of five weeks in 2010, capturing snapshots at different stages in its cycle and enabling scientists to create a time-lapse video of this ethereal object (heic1323a).

The apparent motion shown in these Hubble observations is an example of a phenomenon known as a light echo [2]. The dusty environment around RS Puppis enables this effect to be shown with stunning clarity. As the star expands and brightens, we see some of the light after it is reflected from progressively more distant shells of dust and gas surrounding the star, creating the illusion of gas moving outwards. This reflected light has further to travel, and so arrives at the Earth after light that travels straight from star to telescope [3]. This is analogous to sound bouncing off surrounding objects, causing the listener to hear an audible echo. 

While this effect is certainly striking in itself, there is another important scientific reason to observe Cepheids like RS Puppis. The period of their pulsations is known to be directly connected to their intrinsic brightness, a property that allows astronomers to use them as cosmic distance markers. A few years ago, astronomers used the light echo around RS Puppis to measure its distance from us, obtaining the most accurate measurement of a Cepheid's distance (eso0805). Studying stars like RS Puppis helps us to measure and understand the vast scale of the Universe.

Notes

[1] RS Puppis is over ten times more massive than our Sun, and around 15 000 times more luminous. It lies around 6500 light-years away from us.

[2] This light echo enabled astronomers to measure the distance to RS Puppis very accurately back in 2008. This measurement is the most accurate ever calculated for a Cepheid.

[3] This effect can make it appear that this propagation of light is happening at speeds greater than the speed of light, but this is just an illusion.

Notes for editors

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.

More information

Image credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-Hubble/Europe Collaboration

Acknowledgment: H. Bond (STScI and Penn State University)

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