WR 22

WR 22, 용골자리 V429 또는 HR 4188은 용골자리 방향에 있는 식쌍성계이다. 이 계의 구성원인 울프-레이에별(WR)은 알려진 항성들 중 질량과 광도에서 최상위 등급에 위치하며, 밝은 엑스선원이기도 하다. 이 엑스선은 WR에서 발산하는 항성풍이 질량이 작은 O형 동반성과 충돌하여 발생한다.

계
WR 22 계는 질량이 큰 항성 둘로 구성되며 이들은 질량중심을 80 일에 1 회 공전하고 있다. 계의 스펙트럼과 광도는 주성(主星)에 의해 압도되는데, 주성의 분광형은 WN7h로 이는 주성이 질소 계열상에 있는 울프-레이에별이지만 스펙트럼에 수소선들도 나타난다는 것을 뜻한다. 반성(伴星)은 분광형 O9의 항성으로 스펙트럼 광도분류상 거성이지만 밝기는 주계열성에 속하는 것으로 보인다.

주성이 반성의 앞을 지나갈 때 계의 광도가 약간 내려가며 이는 반성식(伴星蝕)으로 분류될 수 있다. 그러나 반성이 주성 앞을 지나가는 주성식(主星蝕)은 관측된 바가 없는데 이는 계의 궤도가 찌그러져 있어 주성식이 일어나야 할 타이밍에 두 별이 멀리 떨어지기 때문인 것으로 보인다. 주성과 반성 사이의 간격은 태양반경의 150 배 ~ 500 배 사이에서 형성되며 이는 계의 궤도경사각 범위를 강력하게 제약한다.

특성
WR 22는 식쌍성계이기 때문에 두 항성의 질량을 꽤 정확히 결정할 수 있다. WR 22 계는 항성진화 이론이 아니라 식쌍성의 특성을 이용하여 질량을 측정한 사례 중에서 가장 질량이 큰 항성계이다. 이럼에도 불구하고 공전궤도 보정으로부터 이끌어 낸 두 별의 동역학적 질량은 주성의 경우 태양의 70 배 이상부터 60 배 미만까지, 반성은 태양의 21 ~ 27 배 사이로 다양하게 나온다. 분광기를 이용해 측정한 주성의 질량은 태양의 74 배 또는 78.1 배로 계산된다.

두 별의 표면온도는 모두 높지만 측정값의 정확도는 약간 떨어진다. 주성인 울프-레이에별의 표면온도를 스펙트럼의 모형 대기 보정으로부터 이끌어내면 대략 44700 켈빈이 나온다. 한편 반성의 표면온도는 33000 켈빈으로 분광형에 걸맞는 값이다.

두 항성의 밝기는 별도로 나눠서 측정할 수 없으나 광도 비율은 계산할 수 있다. 지구로부터의 거리를 2700 파섹, 소광효과를 1.12 등급으로 놓으면 항성계 전체의 절대등급은 −6.85이다. 두 항성이 지구로부터 비슷하게 떨어져 있다고 가정할 경우 구성원의 광도는 각각 태양의 200만 배, 13만 배이다.

진화
질량이 크고 수소가 풍부한 WR 항성들은 중심핵에서 여전히 수소를 융합하고 있는 젊은 항성들로, 진화가 진척되어 보다 무거운 원소들을 융합하는 항성들이 아니다. 이들은 헬륨과 질소의 뚜렷한 방출이라는 WR의 특징을 보여주는데 이는 이 별들이 중심핵까지 내부 전체가 강력하게 대류활동을 하고 있어 융합의 부산물을 항성 표면까지 끌어올려 놓았기 때문이다. 약 200만 년 전 WR 22는 지금보다도 더 뜨겁고 질량은 태양의 120 배 정도인 O형 주계열성이었을 가능성이 있다. 이런 항성은 중심핵에 있는 수소를 급격히 소진하여 전형적인 수소결핍 WR 별로 진화하게 되며, 밝은 청색변광성 단계를 거친 뒤 초신성 폭발로 생을 마칠 것이다. 반성은 앞으로 수백만 년 이내로 주성보다 전형적인 진화 단계를 거친 뒤 적색극대거성으로 진화할 것으로 예상된다.

각주 

용골자리 성운
볼프-레이에별
용골자리
052308
4188
092740
O형 거성
식쌍성