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| ζ Puppis 나오스 Naos | ||
| 관측 정보 | ||
| 위치 | 적경 | 08h 03m 35.04754s |
| 적위 | −40° 00′ 11.3321″ | |
| 별자리 | 고물자리 | |
| 물리적 성질 | ||
| 형태 | 청색초거성 | |
| 분광형 | O4 If(n)p | |
| 거리 | 1,090 ± 40 광년 327 ± 12 파섹 | |
| 반지름 | 14 태양반경 | |
| 질량 | 22.5~55 태양질량 | |
| 평균 온도 | 42,000 K | |
| 운동 | 시선속도 | -24 Km/s |
| 자전 속도 | 220 Km/s | |
| 광학적 성질 | ||
| 겉보기 등급 | +2.21 | |
| 절대 등급 | -5.5 | |
| 광도 | 550,000~813,000 태양광도 | |
| 명칭 | ||
| 수하일 하다르, 고물자리 제타, ζ Puppis, HD 66811 | ||
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1. 개요
나오스 / 고물자리 제타나오스는 고물자리의 제타성이며, 청색초거성이다.
2. 상세
나오스(Naos)는 고물자리에 있는 O형 청색 초거성이다. 그리스어로 "배"를 뜻하는 이름을 가지고 있으며, 바이어 명명법으로 고물자리 제타(ζ Puppis)로 불린다. 아랍권에서는 수하일 하다르로도 알려져 있다.나오스는 매우 밝고 뜨거운 별로, 태양보다 50만 배나 더 밝은 빛을 방출하며, 표면 온도는 약 42,000K에 달한다. 그 광도는 가시광선 영역에서 태양보다 12,500배 더 밝으며, 절대복사광도는 태양의 약 550,000~813,000배에 이른다.
또한 나오스는 강력한 항성풍을 내보내며, 매년 태양질량의 100만 분의 1에 해당하는 질량을 잃고 있다. 항성풍 속도는 초당 2,500킬로미터에 달하며, 전파와 엑스선 같은 파장에서 그 존재를 확연히 드러낸다.
나오스는 매우 뜨겁고 푸른 빛을 띄는 별로, 밤하늘에서 62번째로 밝은 별로, 시리우스 자리까지 당겨 올 경우 지구에서 바라봤을 때 반달 정도의 밝기를 가진다.
2.1. 동반성과 형성과정
나오스는 일반적인 항성에 비해 극도로 높은 이동속도를 가지고 있는 폭주성(Runaway Star)[1]으로 분류된다. 이런 폭주성의 형성은 대부분 동반성의 초신성폭발, 또는 3개 이상의 항성으로 구성된 항성계에서 상호작용으로 인한 구성원의 항성계 이탈으로 형성되는데, 나오스의 경우 전자에 해당할 것으로 추정되고 있다.여기까지 읽었다면 나오스가 폭주성이라는 것까지는 알겠는데 이게 왜 하위문단으로 분리되면서까지 중요하게 다루어야 하는지에 대해 의문을 표하는 사람이 많을 것이다. 나오스의 폭주성 특징이 학계에서 중요하게 다루어지는 까닭은 명료하다. 나오스의 위치가 돛자리 OB2 성협과 돛자리 초신성 복합체등의 수많은 천체들이 밀집되어 있는 검 성운의 내부이기 때문이다.
검 성운 내부에 있는 항성들 중에서 돛자리 감마와 함께 가장 크고 밝은 항성인데다, 항성계의 주성이 아니라 동반성이었을 가능성이 높은 폭주성이다 보니 나오스와 동반성의 형성과정과 검 성운 내부의 구조, 항성 형성에는 서로 밀접한 연관이 있을 것으로 추정되고 있었다.
나오스의 형성과정과 기원에 대해 처음에는 2개의 가설이 제기되었다. 첫번째로는 약 2,700 파섹 거리에 위치해 있는 돛자리 R2 성협에 위치해 있을 것이라는 가설이 제기되었다. 다만, 해당 가설은 현재 측정된 거리값과의 큰 차이가 존재한다는 점과 만약 현재의 거리 추정값이 틀렸고 나오스가 돛자리 R2 성협에서 태어났다고 가정하더라도 무려 2,700 광년 떨어져 있는 항성이 2.25의 겉보기 등급을 가질려면 나오스의 밝기가 비정상적으로 밝아야 한다는 점으로 인해 사실상 사장되었다. 두번째로는 돛자리 OB2 성협이 형성된 IVS(IRAS 돛자리 껍질)가 거론되었다. 실제로 나오스의 거리추정값도 IVS 및 돛자리 OB2 성협과 매우 비슷하기 때문에 가장 가능성이 높을 것이라고 거론되었으나, 나이의 차이가 너무 크다는 점이 발목을 잡았다. 하지만, 돛자리 OB2 성협 외에는 나오스의 형성과정을 그럴듯하게 설명할 수 있는 기원이 존재하지 않았기 때문에 돛자리 OB2 성협에서 기원했다는 주장이 정설로 받아들여지게 되었다.
그렇게 나오스의 기원이 돛자리 OB2 성협일 것으로 판명날까 싶던 중, 2001년에 나온 연구에서 나오스의 동반성이 검 성운 내부에 위치해 있는 거대한 중성수소가스 거품의 기원일 것이라는 논문이 출간되었다. 논문에 따르면 약 150만 년 전, 나오스의 동반성이 현재의 나오스의 위치보다 조금 더 멀리 떨어져 있는 곳에서 초신성 폭발을 일으켰고, 그 영향으로 나오스가 폭주성이 되어 현재의 돛자리 OB2 성협으로 이동하게 되었다는 설이다. 즉, 해당 연구를 통해 나오스의 기원은 돛자리 OB2 성협이 아니라는 것에 쐐기가 박혔다는 얘기가 되며, 다시 나오스의 기원은 미궁 속으로 빠지게 되었다.
그러던 중, 2011년에 나온 연구에서 나오스의 폭주성화가 초신성 폭발이 아니라 두 항성의 합병으로 인해 형성되었을 것이라는 주장이 제기되었다. 해당 논문에서는 약 300만년 전, 돛자리 R2 성협[2]의 산개성단에서 약 30일이라는 짧은 주기로 공전하고 있던 2개의 주계열성(이하 A)과 이 하위 쌍성계를 가까운 거리에서 1개의 주계열성(이하 B)이 공전하고 있는 이진-단일 쌍성계(Binary-Single Star)[3]가 형성되었다는 것을 전제로 하고 있다. 여기서 A가 총 60 태양질량, B가 약 50 태양질량의 크기를 가지고 있었기 때문에 약 100만년 전이라는 짧은 시간만에 3개의 항성이 모두 수소를 소진하고 거성 단계에 진입하게 되었다. 이때, 두 천체간의 중력섭동과 성단 자체의 질량분리로 인해서 아주 가까운 거리에서 공전하고 있던 Aa와 Ab가 결국 충돌하여 약 50 태양질량의 질량[4]을 가진 하나의 단일 별로 결합되게 되었다. 결과적으로 해당 사건으로 이진-단일 쌍성계였던 항성계는 두 항성의 결합으로 부활한 뜨거운 항성과 조금 멀리서 공전하고 있어 결합과정에서 배제된 거성 B라는 2개의 항성으로 구성된 이진 항성계가 형성되게 되었고 이 항성계는 결합과정의 여파로 인해 약 60-80Km/s의 속도로 돛자리 R2 성협을 빠져나와 폭주성이 되어 검 성운등이 속한 돛자리 OB2 성협 방향으로 날아오게 되었다. 이후 타임라인은 기존의 이론과 동일하다. 약 200만년 전, 폭주성이 되어 돛자리 R2 성협을 빠져나온 항성계는 이후 50만년이 지난 150만년 전, 이미 거성단계에 있던 B가 상술한 중성수소껍질의 기원이 되는 초신성으로 폭발하면서 A를 다시 가속시키게 되었다. 이후, 150만년 동안 이동하면서 나이가 다 되어 다시 거성 단계에 돌입한 A는 현재의 돛자리 OB2 성협 근처를 지나가게 되었고, 이 A가 현재의 나오스라고 논문에선 결론 내렸다.[5]