세상에서 가장 큰 별, NML Cygni (백조자리 NML)
※ 이 글은 2013년 10월 현재 최신 글입니다. 천제의 관측 결과에 따라 계속 업데이트되며 잘못된 내용이 있으면 관련 자료 링크와 함께 피드백을 남겨주세요.
VV 시퍼이 A
제가 처음 천문공부를 할 때 세상에서 가장 큰 별은 지구에서 약 4,900 광년(1,500 파섹) 떨어진 케페우스 별자리에 속한 VV Cephei A(VV 시퍼이 A)별이었습니다.
(참고 : VV Cephei는 식쌍성으로 알려져 있으며 주성인 A는 적색 초거성이고, VV Cephei B는 청색 초거성입니다. VV Cephei B의 질량은 태양의 약 10배 정도이며 광도는 태양의 10만배라고 합니다.)
지름은 무려 태양의 1050배(1050 R☉), 부피는 360만 배에 달하는 무지막지한 크기입니다. 몸집에 비해 질량은 태양의 100배가 넘지 않아 밀도가 희박하고 표면온도는 3800-3900K로 낮지만(태양의 표면 온도는 약 6000K) 그 크기로 인해 밝기는 태양보다 약 30만배(200,000-320,000 L☉) 이상 밝게 빛납니다.
하지만 이런 무지막지한 별보다 더 큰 별이 있다고 알려졌습니다. 바로 VY 카니스 메이저리스라는 별입니다.
VY Canis Majoris
제가 이 글을 처음 포스팅 하던(2012년 1월) 때 까지만 해도 세상에서 가장 큰 별은 바로 큰개자리에 있는 **VY 케니스 메이저리스(VY Canis Majoris, VY CMa)**라는 별이었습니다. 당시의 측정치는 태양 지름의 약 2000배로, 크기가 너무 커서 항성 진화 이론에 의문을 제기하게 하기도 했습니다. 하지만 최근 측정치가 보정되면서 크기 순위로는 5위 밑으로 내려앉게 되었습니다.
이 별은 19세기 초 제롬 랄랑드의 성표에 처음으로 등장한 이래로 주목받아 온 천체로 지구에서 약 3,840 광년(1,170파섹) 떨어져 있습니다. 지름은 무려 태양의 약 1420배(1420±120R⊙)인데, 만약 태양 대신 이 별을 태양계 중심에 놓는다면 목성의 궤도 까지 미친다고 합니다. 이는 빛의 속도로 달려도 8시간이 걸리는 거리라고 하네요. 빛이 1초에 지구를 7바퀴 반을 돈다는 사실은 이미 알려져 있으니 짐작이 되시나요?
VY 케니스 메이저리스의 표면 온도는 약 3490K (태양의 표면 온도는 약 6000K) 이며. 밝기는 태양의 27만배(270,000 L⊙), 질량은 태양의 17배(17±8M⊙)정도라고 합니다.
VY 케니스 메이저리스를 여러 행성과 다른 별들의 크기를 비교한 자료입니다. (클릭하면 커집니다.)
※ 1에서 금성이 목성으로 잘못 표기되어 있습니다.
아래 사진 역시 다른 행성과 별들의 크기를 동일한 중심에 놓고 비교한 자료입니다.
출처: Mycyclopedia, “Relative Size of Giant Stars (항성 크기 비교)” (http://mycyclopedia.tistory.com/35)
하지만 글을 수정하고 있는 지금, 더 큰 별이 있다고 알려졌는데요, 바로 NML Cygni(백조자리 NML)입니다.
NML Cygni
제가 이 글을 수정하는 현재(2013년 10월) 세상에서 가장 큰 별은 백조자리 방향에 있는 백조자리 NML(NML 시그니, NML Cygni, V1489 Cygni) 입니다. 이 별은 1965년에 Neugebauer, Martz, and Leighton 세 사람이 발견했는데, 이들은 자신들의 이름 앞글자를 하나씩 따서 NML이라고 이름 지었다고 합니다.
거리는 지구에서 약 5,300광년(1,610 파섹) 떨어져 있어서 태양과 가장 가까운 거성이라고 합니다. 질량은 태양의 25–40배(M☉), 반지름은 약 1,650배(R☉)로, 이는 태양 부피의 약 36억 배(3,600,000,000) 정도입니다. 지금 태양의 위치에 놓으면 목성의 궤도를 넘어 목성과 토성 궤도의 중간까지 온다고 하니 상상이 되시나요?
크기가 큰 만큼 그 밝기도 밝아서 태양 밝기의 약 27만배(270,000 L☉) 정도라고 하네요.
위에서 살펴보았던 VY 케이스 메이저리스와 비교해 볼까요?
출처: NML Cygni, la estrella más grande(http://www.curiosidadsq.com/2012/10/nml-cygni-la-estrella-mas-grande.html)
그런데 사실, 이 녀석보다 더 큰 별이 있습니다.
뭐? NML Cygni가 제일 큰 별이라며!
맞는 말이기도 하고, 틀린 말이기도 합니다. 바로 방패자리 UY(UY Scuti)가 있기 때문이죠. 이 별의 크기는 태양의 약 1700배(1,708 ± 192 R☉)로 태양 부피의 약 50억배입니다. 목성과 토성의 궤도 중간보다도 더 큰 크기입니다. (너 정말…) 현재의 관측 결과로는 질량은 태양의 32배(32M☉), 밝기는 34만배(34,000L☉) 정도입니다.
그런데 왜 가장 큰 별이 아니나구요? 바로 계산된 예상 수치가 아직 부정확하기 때문입니다. 위의 수치를 보시면 반지름 오차의 범위가 192R☉입니다. 만약에 예상 수치의 최소값인 1,520R☉가 되면 현재 순위로는 5번째로 큰 별인 VX Sagittarii와 같은 크기가 됩니다. 그래서 현재로써 가장 큰 별은 NML 시그니라고 할 수 있겠네요.
위에서 언급했던 크기가 무지 큰 이런 극대거성(Hypergiant)들은 별의 진화 단계에서 거의 끝에 있는 녀석들입니다. 때문에 불안정하고, 수명이 짧아 매우 희귀합니다. 이런 별들은 수축과 팽창을 반복하는 변광성들이 많습니다. 밀도가 낮고, 많은 양의 질량이 밖으로 방출되고 있어서(질량손실 비율이 큼) 항성의 대기가 매우 넓게 확장되어 있다는 점도 한몫 합니다. 그래서 관측 데이터가 많지 않고, 그마저도 정확도가 높지 않아서 새로운 데이터가 들어오면 그 값이 크게 수정되기도 합니다. 사실 정말 넓고 넓은 우주를 연구하는 천문의 특성이기도 합니다. 공부를 하다 보면 거의 정설이 되었던 가설들도 새로운 천체가 발견되면서 수정이 된 경우를 많이 발견하실 수 있을 겁니다. 생각해 보니 이것이 결국 과학이기도 하네요.
P.S 지금까지 발견된 별의 크기는 반지름 순으로 나열한 페이지
- 위키피디아 List of largest known stars http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_known_stars