거문고자리 베타

거문고자리 베타(β Lyrae, β Lyr)는 거문고자리 방향에 있는 다중성계이다. 히파르코스 임무 중 얻은 시차 수치에 따르면 베타별은 태양으로부터 약 960 광년 떨어져 있다.

거문고자리 베타
거문고자리 베타의 위치(붉은 원)
명칭
다른 이름	전체: 셸리아크, 셸야크, 실리아크, WDS 18501+3322[1] A: 10 Lyrae, AAVSO 1846+33, BD+33 3223, FK5 705, HD 174638, HIP 92420, HR 7106, SAO 67451/2 B: HD 174664, BD+33 3224, SAO 67453
관측 정보 (역기점 J2000.0)
별자리	거문고자리
적경(α)	18h 50m 04.79525s[2]
적위(δ)	+33° 21′ 45.6100″[2]
겉보기등급(m)	3.52[3] (3.25 – 4.36[4])
절대등급(M)	A: −3.82[5]
위치천문학
시선속도	A: −19.2 km/s[6] B: −14±5 km/s[7]
적경 고유운동	A: 1.90 mas/yr[2] B: 4.373±0.087 mas/yr[8]
적위 고유운동	A: −3.53 mas/yr[2] B: −0.982±0.098 mas/yr[8]
연주시차	A: 3.39 ± 0.17 mas[2] B: 3.0065 ± 0.0542 mas[8]
성질
광도	Aa1: 26,300 L☉ Aa2: 6,500 L☉
나이	Aa2: 2300만 년
분광형	B6-8II[9][10] + B[3] + ? + B7V + ? + B2 + K3V + G5 + G5
U-B 색지수	−0.56[11]
B-V 색지수	+0.00[11]
변광성 분류	β Lyr[4]
추가 사항
질량	Aa1: 13.16 ± 0.3 M☉ Aa2: 2.97 ± 0.2 M☉
반지름	Aa1: 6.0 ± 0.2 R☉ Aa2: 15.2 ± 0.2 R☉
표면온도	Aa1: 30,000 ± 2,000 K Aa2: 13,300 K
표면 중력 (log g)	Aa1: 4.0 ± 0.1 cgs Aa2: 2.5 ± 0.1 cgs
항성 목록 겉보기등급순 · 절대등급순 거리순 · 질량순 · 반지름순

이 별은 맨눈에 광점 하나처럼 보이나 실제로는 겉보기등급 +14.3 이상의 항성 여섯 개로 이루어져 있다. 거문고자리 베타 A 명칭을 받은 가장 밝은 구성원은 그 자체가 다시 삼중성계로 식쌍성계 Aa와 단독성 Ab로 구성되어 있다. 식쌍성계 Aa의 구성원 둘은 거문고자리 베타 Aa1(항성계의 전통적 명칭 셸리아크 Sheliak를 공식 명칭으로 부여받았음)과^[12] Aa2이다. 계의 나머지 구성원 다섯(거문고자리 베타 B, C, D, E, F)은 현 시점에서 모두 단독성으로 추정된다.^{[1][13][14][15][16][17]}

명명법

거문고자리 베타(β Lyrae)는 이 항성계를 바이어 명명법(요한 바이어가 1603년 우라노메트리아에서 창안)으로 표기한 명칭이다. WDS J18501+3322는 워싱턴 이중성 목록에 등재된 명칭이다. 거문고자리 베타 A, B, C(또는 WDS J18501+3322A, B, C)와 WDS J18501+3322D, E, F 그리고 A를 이루는 구성원들의 이름인 거문고자리 베타 Aa, Aa1, Aa2, Ab는 워싱턴 다중성 목록(Washington Multiplicity Catalog, WMC)이 정한 방식에서 유래한 명칭이며 국제천문연맹이 채택했다.^[18]

거문고자리 베타의 고유명칭 셸리아크(가끔 셸리야크 또는 실리아크로도 불림)는 이슬람 천문학에서 거문고자리를 부르는 이름들 중 하나인 아랍어 الشلياق '실리야크' 또는 '알 실리야크'에서 유래했다.^[19] 국제천문연맹 산하 항성명칭실무단(WGSN)^[20]은 고유명칭을 계 전체가 아닌 구성원 하나하나에 별개로 붙이기로 했다.^[21] 2016년 8월 21일 WGSN은 거문고자리 베타 Aa1에 셸리아크(Sheliak)를 부여했으며 이 명칭은 현재 IAU 공인 항성명칭 목록에 포함되어 있다.^[12]

동아시아 천문학에서 거문고자리 베타는 점태(漸台)에 속해 있다. 점태는 거문고자리 델타2, 감마, 요타로 이루어져 있는데^[22] 이들 중 베타 하나만을 일컫는 명칭은 점태2(漸台二)이다.

특징

거문고자리 베타 Aa는 분광형 B6-8의 주성과, 주성과 같은 B형으로 추정되는 반성으로 이루어진 반분리형 쌍성계이다. Aa 계에서 가벼운 쪽인 주성은 과거에 반성보다 질량이 컸으며 이로 인해 먼저 주계열을 이탈하여 거성이 되었다. 두 별은 가깝게 붙어 있기 때문에 거성이 된 별은 자신의 로슈엽을 채운 뒤 갖고 있던 질량의 대부분을 반성으로 넘겨줬다.

현 시점에서 주성보다 질량이 커진 반성은 이 질량 이동으로 생긴 강착원반에 둘러싸여 있으며 원반면에 대해 수직 방향으로, 제트 비슷한 쌍극분출을 보여주고 있다.^[3] 이 강착원반은 반성을 가려 우리 눈에 보이지 않게 하며, 반성의 겉보기 광도를 낮춰 분광형이 무엇인지를 정확히 알아내기 어렵게 만든다. 반성으로 이동하는 물질의 양은 대략 연간 태양 질량의 2 × 10⁻⁵ 배로(다르게 표현하면 5만 년 동안 태양 1 개와 맞먹는 물질이 이동하는 것이다.) 이로 인해 공전 주기가 1년에 약 9 초씩 길어지고 있다. 거문고자리 베타의 스펙트럼에는 강착원반이 만드는 방출선들이 나타난다. 이 원반은 계 밝기의 약 20 %를 만들어낸다.^[3]

밝기 변화

서로 가까이 붙어 있는 식쌍성계의 밝기가 어떻게 변화하는지를 보여주는 모형.

1784년 영국 아마추어 천문학자 존 구드릭은 이 계의 밝기가 변화하는 것을 발견했다.^[23] 베타 계의 궤도면은 지구로부터의 시선 방향과 거의 일치하게 놓여 있기 때문에 계를 구성하는 두 항성은 주기적으로 서로를 가린다. 이 때문에 거문고자리 베타의 겉보기등급은 공전 주기 12.9414 일에 걸쳐 +3.2에서 +4.4까지 변화하며 타원체 '접촉' 식쌍성의 원형 별이기도 하다.^[4]

계의 구성원 둘은 매우 가까워서 광학 망원경으로 분리하여 관측할 수 없어 분광쌍성으로 분류된다. 2008년 카라 선열 간섭계와 미시간 적외선 결합기를 이용하여, 근적외선 H 대에서 계의 주성과, 반성에 둘린 강착원반을 분리 관측했으며 최초로 계의 궤도요소들을 계산해 냈다.^[24][25][3]

규칙적인 식현상 외에도 베타 계는 밝기에 보다 작고 느린 변화들이 나타나는데 이는 강착원반에서의 변화에 기인한 것으로 생각되며 분광선(특히 방출선)들의 프로파일과 강도가 변화하는 현상이 동반된다. 이 변화는 규칙적이지는 않으나 282 일 주기를 지닌다.^[26]

동반 천체

거문고자리 베타 외에 동반 천체 여럿도 천체목록에 실렸다. 거문고자리 베타 B는 각거리상으로 주성으로부터 45.7" 떨어져 있으며 분광형은 B7 V에 겉보기 등급은 +7.2이고 쌍안경으로 쉽게 볼 수 있다. B의 광도는 태양의 약 80 배이다. B는 1962년 공전주기 4.348 일의 분광쌍성으로 인식되었으나^[27] 분광쌍성궤도목록(Catalog of Spectroscopic Binary Orbits)의 2004년 SB9 판에서 거문고자리 베타가 삭제되었기에 지금은 단독성으로 여겨진다.^[13]

다음으로 밝은 동반 천체들은 거문고자리 베타 E와 F이다. E의 겉보기 등급은 10.1v, 각거리는 67"이며 F의 겉보기 등급은 10.6v, 각거리는 86"이다. 두 별은 화학적으로 특이한 별로^[28] 둘 다 Ap 별로 등재되어 있다. 다만 종종 F를 Am 별로 분류하기도 한다.^[29]

워싱턴 이중성 목록에는 더 어두운 반성 C와 D 둘이 수록되어 있으며 이들은 주성으로부터 각각 47", 64"만큼 떨어져 있다.^[30] 구성원 C는 지금까지 밝기가 1 등급을 넘게 변화해 왔으나 변광의 유형은 밝혀지지 않았다.^[31]

구성원 A, B, F 셋은 거문고자리 베타로부터 거의 같은 거리만큼 떨어져 있고 함께 움직이기 때문에 같은 성군(星群)의 구성원들로 생각되며, 나머지는 그저 우연히 같은 방향에 놓여 있는 것으로 보인다.^[29] 2차 가이아 데이터 방출(Gaia DR2)로 얻은 측성자료를 분석한 결과 거문고자리 베타 근처에 대략 100 개의 항성들(베타로부터 거의 비슷한 거리에 놓여 있다.)로 이루어진 성군이 있음이 드러났다. 이 별들의 무리는 '가이아 8'로 명명되었다. 이 성군의 구성원들은 모두 주계열성이며, 별들의 나이는 전향점이 나타나지 않아 정확히 계산할 수는 없으나 3천만 ~ 1억 년 사이로 추정된다. 성군 구성원들의 Gaia DR2 시차 평균값은 3.4 밀리초각이다.^[9]

가이아 우주선은 베타 계 구성원들(WDS에 수록)의 자료를 아래와 같이 제공했다.

구성원[32]	분광형	겉보기등급 (G)	고유운동		시선속도 (km/s)	연주시차 (mas)	Simbad
			적경 (mas/yr)	적위 (mas/yr)
A[8]	B7Ve[a]	3.25 – 4.36	1.569 ± 0.582	-2.523 ± 0.594	2.20 ± 0.7	1.0851 ± 0.3398	[1]
B[8]	B7V	7.19	4.373 ± 0.087	-0.982 ± 0.098	-14 ± 5	3.0065 ± 0.0542	[13]
C[8]	B2	13.07	-1.936 ± 0.024	-1.824 ± 0.030	?	0.2384 ± 0.0151	[14]
D[8]	K3V	14.96	-0.108 ± 0.062	-17.792 ± 0.074	?	0.8378 ± 0.0368	[15]
E[8]	G5	9.77	1.649 ± 0.051	0.719 ± 0.053	1.4	1.6209 ± 0.0339	[16]
F[8]	G5	10.10	1.258 ± 0.047	-3.793 ± 0.052	-16.83 ± 1.41	3.5222 ± 0.0307	[17]

1. Gaia DR2가 제공한 거문고자리 베타 A의 측성학적 품질은 '최악'(terrible)으로 간주된다.^[9]