프록시마 센타우리

[思索人]

센타우루스자리 프록시마
태양계에서 가장 가까운 별로, 센타우루스자리에 속한 적색왜성
설명

센타우루스자리 프록시마 또는 프록시마 센타우리는 남반구 하늘의 센타우루스자리 방향으로 지구로부터 약 4.244 광년 떨어진 곳에 있는 저질량 항성이다. 이 별의 라틴어 명칭 Proxima Centauri는 '센타우루스자리의 별들 중 지구에서 가장 가까운 별'이라는 뜻이다.
태양에서 가장 가까운 이웃 별 프록시마 센타우리까지의 거리가 대략 어느정도일까요? 지금 새끼손가락을 피셔서 태양부터 해왕성까지 차례대로 손가락 안에 나열되어 있다고 가정해보세요. 프록시마는 이때 축구장 5개를 나열한 반대쪽 끝에 있답니다. 이것이 우리의 가장 이웃 별까지의 거리입니다.

센타우루스자리 프록시마 또는 프록시마 센타우리(영어: Proxima Centauri 또는 Alpha Centauri C)는 남반구 하늘의 센타우루스자리 방향으로 지구로부터 약 4.244 광년(1.301 파섹) 떨어진 곳에 있는 저질량 항성이다. 이 별의 라틴어 명칭 Proxima Centauri는 '센타우루스자리의 별들 중 지구에서 가장 가까운 별'이라는 뜻이다. 1915년 로버트 이네스(Robert T.A. Innes)가 발견했으며 태양에서 가장 가까운 항성이지만 겉보기등급이 11.13에 불과하여 맨눈에 보이지 않는다. 센타우루스자리 프록시마는 센타우루스자리 알파 항성계의 세 번째 구성원으로 센타우루스자리 알파 C로 부르기도 한다. 천구상에서는 센타우루스자리 알파 AB로부터 남서쪽 방향으로 2.18° 떨어져 있다. 현재 프록시마는 AB로부터 약 12,950 AU (1.937×1012 km) 떨어져 있으며 공전 주기는 55만 년이다.

0.05 AU (7.5×106 km) 거리만큼 떨어져서 11.2 일을 1 주기로 공전하고 있으며 질량은 지구의 최소 1.3 배이다. 이 행성의 균형 온도는 표면에 물이 액체 상태로 존재할 수 있는 범위 내에 있기 때문에 프록시마 b는 생명체 거주가능 영역 안에 들어간다고 볼 수 있다. 다만 프록시마가 적색왜성이자 섬광성이기에 b에서 생명체가 존재할 수 있는지의 여부에 대해서 논란이 있다.

1915년 남아프리카 공화국 요하네스버그 소재 유니언 천문대 임원이었던 스코틀랜드 천문학자 로버트 이네스는 센타우루스자리 알파와 똑같은 고유운동을 보이는 항성 하나를 발견했다. 그는 이 항성의 이름이 프록시마 센타우리 Proxima Centauri(정확히는 프록시마 센타우루스 Proxima Centaurus )가 되어야 한다고 주장했다. 1917년 희망봉 소재 왕립 천문대에서 네덜란드 천문학자 요안 파우터는 이 항성의 삼각시차 값을 0.755″ ± 0.028″로 계산하여 프록시마가 태양으로부터 센타우루스자리 알파까지의 거리와 거의 비슷한 곳에 있다고 결론내렸다. 또한 이 별은 발견 당시 알려진 항성들 중 가장 어두운 천체이기도 했다. 1928년 미국 천문학자 해럴드 알든은 프록시마의 시차를 0.783″±0.005″ 로 구하여 이네스의 예상치보다 이 별이 지구에서 더 가까운 곳에 있음을 검증했다

센타우루스자리 프록시마를 포함하여 태양에 아주 가까이 있는 별들을 나타낸 그림.

1951년 미국 천문학자 할로 섀플리는 프록시마를 섬광성으로 분류했다. 과거의 기록들을 조사한 결과 프록시마의 사진들 중 8%에 상당하는 기록물들에서 측정이 가능할 수준으로 별의 광도가 상승한 것이 발견되었고, 프록시마는 당대 발견된 섬광성들 중 가장 활발한 천체로 기록되었다. 프록시마는 지구에서 가깝기 때문에 플레어 활동을 자세히 관측할 수 있다. 1980년 아인슈타인 천문대는 프록시마가 방출한 엑스선의 정교한 에너지 곡선을 도출했다. EXOSAT와 ROSAT 위성들은 이 별의 플레어 활동을 보다 자세히 관측했으며, 1995년 일본의 ASCA 위성은 태양과 비슷하나 규모는 작은 플레어에서 엑스선이 방출되는 것을 관측했다. 프록시마는 예전부터 XMM-뉴턴과 찬드라 등 대다수 엑스선 천문대들의 연구 대상으로 지목되어 왔다

2016년 국제천문연맹은 항성명칭을 공식화 및 표준화할 목적으로 항성명칭 워킹그룹(WGSN)을 결성했다. WGSN은 2016년 8월 21일 이 별에 공식명칭 프록시마 센타우리 Proxima Centauri를 부여했으며 이 명칭은 현재 IAU 인증 항성명칭 목록에 수록되어 있다.

센타우루스자리 프록시마는 천구상 위치 때문에 남위 27도보다 남쪽으로 내려가야 볼 수 있다. 프록시마 같은 적색왜성들은 너무 어두워서 맨눈으로 볼 수 없다. 센타우루스자리 알파 AB에서조차 프록시마는 맨눈으로 겨우 보이는 수준인 5등급 밝기로 보인다. 프록시마의 겉보기등급은 +11로 이상적인 관측 조건(맑고 어두운 하늘)에서 프록시마가 지평선에서 넉넉히 떨어진 위치에 있을 때 최소 8 cm(3.1 인치) 구경의 망원경이 있어야 관측이 가능하다.

2018년 프록시마에서 사상 최강의 슈퍼플레어 하나가 관측되었다. 겉보기 밝기는 68 배 상승하여 +6.8 등급을 기록했다. 이렇게 강력한 플레어는 연간 다섯 번 정도 발생하나 발생 시간이 수 분에 불과할 정도로 짧아 그동안 발견하지 못했던 것으로 밝혀졌다.

물리적 특징
센타우루스자리 프록시마는 적색왜성으로 헤르츠스프룽-러셀 도표상 주계열에 속해 있으며 분광형은 M5.5이다. M5.5는 이 항성이 M형 별들 중에서도 질량의 하한선 근처에 있다는 뜻이다. 프록시마의 절대안시등급 또는 10 파섹(33 광년)에서 봤을 때의 안시등급은 +15.5이다. 모든 파장에서의 에너지를 합친 프록시마의 광도는 태양의 0.17%이나 맨눈이 가장 민감하게 반응하는 가시광선 파장만으로 범위를 좁히면 태양의 0.0056%에 불과하다. 프록시마가 복사하는 에너지의 85% 이상은 적외선 파장에서 나온다. 프록시마는 규칙적인 흑점 주기 활동을 보인다

태양과 센타우루스자리 알파 계 구성원들의 크기를 비교한 그림. 왼쪽으로부터 태양, 센타우루스자리 알파 A, B, 프록시마이다.

밝은 광점 둘 중 왼쪽은 센타우루스자리 알파, 오른쪽은 센타우루스자리 베타(하다르)이다. 어두운 적색왜성 센타우스자리 프록시마는 알파에서 우하단 방향으로 약간 떨어진 곳(붉은 원)에 있다.

라가 엑스선을 복사할 수 있게 된다. 프록시마의 엑스선 광도는 대략 (4–16) × 1026 erg/s ((4–16) × 1019 W)로 훨씬 밝고 큰 태양의 엑스선 광도와 엇비슷하다. 가장 큰 규모의 플레어가 뿜는 엑스선의 극대 광도는 1028 erg/s (1021 W)에 이른다.

작기 때문에 단위 표면적당 질량 손실량은 태양 표면의 8배이다.

프록시마 정도 질량의 적색왜성은 주계열상에 4조 년 정도 머무를 수 있을 것이다. 수소 융합 때문에 헬륨의 비중이 증가하면 프록시마는 부피가 줄어들고 뜨거워져 이른바 청색왜성으로 천천히 바뀌어 갈 것이다. 이 진화과정의 끝 무렵 프록시마는 지금보다 훨씬 밝아져서 태양광도의 2.5% 수준까지 에너지를 발산하여 수십억 년에 걸쳐 주변을 도는 천체들을 덥힐 것이다. 수소 연료가 고갈되면 프록시마는 적색거성 단계를 거치지 않고 백색왜성으로 곧장 진화할 것이며 남아 있는 열에너지를 천천히 잃으면서 식어갈 것이다.