LSR J1835+3259 : 태양계 바깥에서 관측된 강력한 오로라

그림 1> 갈색 난쟁이별의 극지를 휘감고 있는 오로라에 대한 상상화  CREDIT: Chuck Carter and Gregg Hallinan, Caltech.

 

천문학자들이 처음으로 태양계 너머에서 오로라를 발견했다.
지구의 그 유명한 '북극광'과 유사한 이 오로라는 지금까지 목격된 오로라들에 비해 1만배다 더 강력한 오로라이다.

 

그런데 이번에 발견된 오로라는 행성에서 발생한 것이 아니라 보통 별과 갈색 난쟁이별 사이의 적은 질량을 가진 별로부터 발생한 것이다.
과학자들은 이번 발견이 갈색 난쟁이별과 행성 그리고 이보다는 더 많은 질량을 가지고 있는 별들에서 나타나는 자기장 활동의 차이를 알려줄 수 있는 계기가 될 것이라고 입을 모았다.

 

캘리포니아 기술연구소 그레그 홀리넌(Gregg Hallinan)의 설명은 다음과 같다.
"이 천체에서 우리가 목격한 모든 자기장 활동은 강력한 오로라 현상으로 설명될 수 있습니다.
이것이 의미하는 것은 갈색 난쟁이별이나 질량이 비교적 작은 천체에서 마치 우리 태양의 코로나 활동과 같은 현상에 대응될만한 오로라 활동이 있음을 의미하는 것입니다."
 
천문학자들이 관측한 천체는 LSR J1835+3259 라는 천체이며 칼 G. 얀스키 초대형배열(the Karl G. Jansky Very Large Array, 이하 VLA)의 전파데이터와 팔로마 산의 5미터 헤일망원경 그리고 하와이 10미터 켁 망원경의 가시광선을 이용하여 관측하였다.

 

라디오 파와 가시광선을 이용한 관측데이터를 조합한 결과 18광년 거리에 있는 이 천체에서 비교적 질량이 큰 별에서는 찾아볼 수 없는 특징들이 발견되었다.

 

종종 '실패한 별'로 언급되곤 하는 갈색 난쟁이별은 그 중심에서 열핵반응을 촉발시키기에는 충분치 않은 질량을 가진 별을 말한다.

 

천문학자들은 LSR J1835+3259의 관측 결과로 보건대 기온이 가장 낮은 별이나 갈색 난쟁이별에 속하는 별들은 비교적 질량이 큰 뜨거운 별들에서 보이는 자기장 활동 형태와는 다르게 오로라 활동이 발생할만한 조건의 외곽대기를 가지고 있는 것으로 보인다고 말했다.

 

이번 발견은 또한 외계행성계의 연구에 있어서도 영향을 미칠 것으로 보인다.
과학자들이 LSR J1835+3259에서 관측한 오로라 활동은 태양계의 거대 행성들에서 목격되는 것과 유사하지만 아직은 그 기재가 잘 이해되지 않고 있는 다이너모 프로세스(dynamo process)에 의해 에너지를 공급받고 있는 것으로 보인다.

 

이러한 과정은 지구에서 발생하는 오로라의 원인과는 다른 과정이다.
지구의 경우 오로라는 태양풍과 지구 자기장과의 상호작용에 의해 발생한다.

 

홀리넌의 설명은 다음과 같다.
"우리가 이 천체에서 목격한 것은 목성에서 목격할 수 있는 현상과 비슷한 현상입니다. 물론 규모는 수천배나 더 거대한 수준이죠.
이번 관측은 이와 같은 현상을 목성보다 훨씬 무거운 질량을 가진 다른 외계행성에서도 탐지해낼 수 있음을 의미하는 것입니다."

 

홀리넌은 미국과 영국, 아일랜드와 독일, 러시와 및 불가리아의 과학자들로 구성된 국제협력팀에 소속되어 있다.
이번 발견은 7월 30일 네이처 지에 개재되었다.

 

출처 : 국립 전파 천문대(National Radio Austronomy Observatory) Press Release  2015년 7월 29일자 
         https://public.nrao.edu/news/pressreleases/brown-dwarf-aurora
         

참고 : LSR J1835+3259를 비롯한 각종 별들에 대한 포스팅은 아래 링크를 통해 조회할 수 있습니다. 
          https://big-crunch.tistory.com/12346972

 

원문>

Embargoed For Release: 1:00 p.m., EDT, Wednesday, 29 July 2015

Astronomers Discover Powerful Aurora Beyond Solar System

Astronomers have discovered the first aurora ever seen in an object beyond our Solar System. The aurora -- similar to the famous "Northern Lights" on Earth -- is 10,000 times more powerful than any previously seen. They found the aurora not from a planet, but from a low-mass star at the boundary between stars and brown dwarfs.

The discovery reveals a major difference between the magnetic activity of more-massive stars and that of brown dwarfs and planets, the scientists said.

"All the magnetic activity we see on this object can be explained by powerful auroras," said Gregg Hallinan, of the California Institute of Technology (Caltech). "This indicates that auroral activity replaces solar-like coronal activity on brown dwarfs and smaller objects," he added.

The astronomers observed the object, called LSR J1835+3259, using the Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) at radio wavelengths, along with the 5-meter Hale Telescope on Palomar Mountain and the 10-meter Keck Telescope in Hawaii at optical wavelengths. The combination of radio and optical observations showed that the object, 18 light-years from Earth, has characteristics unlike any seen in more-massive stars.

Brown dwarfs, sometimes called "failed stars," are objects more massive than planets, yet too small to trigger the thermonuclear reactions at their cores that power stars. The astronomers said their observations of LSR J1835+3259 indicate that the coolest stars and brown dwarfs have outer atmospheres that support auroral activity, rather than the type of magnetic activity seen on more-massive and hotter stars.

The discovery also has implications for studying extrasolar planets. The aurora the scientists observed from LSR J1835+3259 appears powered by a little-understood dynamo process similar to that seen on larger planets in our Solar System. This process is different from that which causes the Earth's auroral displays -- the planet's magnetic field interacting with the solar wind.

"What we see on this object appears to be the same phenomenon we've seen on Jupiter, for example, but thousands of times more powerful," Hallinan said. "This suggests that it may be possible to detect this type of activity from extrasolar planets, many of which are significantly more massive than Jupiter," he added.

Hallinan worked with an international team of researchers from the U.S., the U.K., Ireland, Germany, Russia, and Bulgaria. The scientists reported their findings in the 30 July issue of the scientific journal Nature.

The National Radio Astronomy Observatory is a facility of the National Science Foundation, operated under cooperative agreement by Associated Universities, Inc.

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