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나선형 껍질을 가진 천체의 비밀이 밝혀졌다. 대만중앙연구원 천문천체물리연구소 김효선 연구원팀은 주위에 나선형 패턴이 나타나는 독특한 천체인 페가수스자리 LL의 3차원 구조와 그 원인을 ‘네이처 천문학’ 3월호 표지논문으로 발표했다.

2006년 처음 세상에 알려진 이 나선형 패턴의 천체는 마치 나선은하처럼 보여서 큰 관심을 받았다. 이후 별을 구성하는 물질을 외부로 방출하는 단계에 있는 늙은 별(적색거성)이 쌍성을 이루고 있다는 사실이 밝혀졌다. 그 때문에 나선 형태로 물질을 방출하는 것이었다. 하지만 왜 나선 형태로 물질을 방출하는지, 또 평면이 아닌 3차원 구조는 어떤 모양인지는 완벽히 밝혀지지 않았다.

논문의 제1저자이자 교신저자인 김효선 연구원은 칠레에 설치된 전파망원경 간섭계를 이용해서 별 주변 물질을 촬영했다. 그 모습을 컴퓨터로 재구성해 3차원 구조를 추정한 결과, 실제로는 4~5겹의 양파 껍질 같은 구조를 이루는 것을 알 수 있었다. 2006년에 알려진 모습은 입체적인 물체를 평면에 투영해서 본 것이기 때문에 나선은하처럼 보였던 것이다.

연구팀은 두 개의 쌍성이 타원궤도를 돌면서 구성 물질을 방출하고 있기 때문에 이런 나선 껍질 구조가 형성됐다는 것 또한 밝혔다. 이전까지는 쌍성이 원 궤도를 그리면서 돌고 있었을 거라고 추정했지만, 연구팀은 관측한 껍질 구조를 컴퓨터 시뮬레이션과 비교한 결과 타원궤도라는 결론을 내렸다. 김 연구원은 “쌍성이 800년 주기로 타원궤도를 한 바퀴 돌면서 이런 껍질 구조를 만드는 것으로 보인다”며 “쌍성계를 이루는 늙은 적색거성의 주변 물질이 어떻게 행성상성운으로 변해가는지를 이해하는 데 도움을 줄 것”이라고 말했다. doi:10.1038/s41550-017-0060