백조자리61별

백조자리에 있는 안시쌍성으로서 공전주기는 659년이다(그림 1과 2 참조). 주성(백조자리61A별)과 동반성(백조자리61B별) 모두 분광형이 K형인 주계열성이다. 밝은 별이 많은 백조자리에서 특이한 변광성도 아니고 눈에 띄는 특징이 없어서인지 고유한 이름은 없고 플램스티드명명법에 따라 백조자리61별로 불린다. 하지만 연주시차가 처음 관측된 것으로 매우 유명하다. 이 별의 연주시차는 0.28588 각초인데 이는 3.498 파섹(11.41 광년)에 해당한다. 베셀별(Bessel's Star) 혹은 피아찌의 날아가는 별(Piazzi's Flying Star)로도 불린다(그림 2 참조).

그림 1. 백조자리61별의 위치.(출처: 장헌영/성환경/한국천문학회)

그림 2. 백조자리61별의 고유운동. 1년 간격으로 위치를 보여주고 있다. ()

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백조자리61A별은 적경과 적위가 J2000.0년 기준으로 각각 21^h 06^m 53.94^s와 +38° 44′57.90″이다. 표면온도는 4530K이다. 분광형은 K5V이다. 이 별은 여키스분광분류법에서 K5V의 표준별이다. 절대등급(@@NAMATH_INLINE@@M_V@@NAMATH_INLINE@@)과 안시등급(@@NAMATH_INLINE@@m_V@@NAMATH_INLINE@@)은 각각 7.506과 5.21이다. 색지수(B-V)와(U-B)는 각각 1.139 과 1.155 이다. 질량은 태양 질량의 0.7배이고, 반지름은 태양 반지름의 0.67배이다. 백조자리61A별은 광도곡선의 모양이 조금씩 바뀌는 준주기(quasiperiodic) 변광성인 용자리BY형변광성이다.

백조자리61B별은 적경과 적위가 J2000.0년 기준으로 각각 21^h 06^m 55.31^s와 +38° 44′31.4″이다. 표면온도는 4080K이고, 분광형은 K7V이다. 절대등급(@@NAMATH_INLINE@@M_V@@NAMATH_INLINE@@)과 안시등급(@@NAMATH_INLINE@@m_V@@NAMATH_INLINE@@)은 각각 8.228과 6.05이다. 질량은 태양 질량의 0.63배이고, 반지름은 태양 반지름의 0.60배이다. 백조자리61B별은 플레어별으로 알려져 있다. 활동 주기는 11.7년이다.

백조자리61A별과 백조자리61B별의 상대적 공전 궤도의 장밤경은 84 AU(천문단위)이며, 이심률은 0.49이다. 근성점(periastron)에서의 두 별 사이 거리는 44 AU이고 원성점(apastron)에서의 거리는 124 AU이다. 이 쌍성계는 태양의 흑점주기 보다 복잡한 활동성을 보이는데 주기는 약 7.5년이다. 자전과 관련된 흑점의 활동성과 용자리BY형변광성과 관련된 채층의 활동성이 복잡하게 만드는 것으로 여겨진다. 두 별 모두 활동적이지만, 백조자리61B별의 채층이 백조자리61A별보다 25%더 활동적이다.

백조자리61별은 18, 19세기에 최고의 천문학자들의 관심을 받은 천체이다. 1753년에 브래들리(James Bradley)가 망원경 관측으로 이중성이라는 것을 처음으로 밝혀냈고 그 후 허셸(William Herschel)도 멀리 떨어진 쌍성 연구를 위해 이 별을 관측했다(그림 3 참조). 1804년에는 피아찌(Giuseppe Piazzi)가 브래들리가 40년 전에 관측한 값과 비교하여 이 별의 고유운동이 크다는 것을 보였다. 그는 이 별을 '날아가는별(Flying Star)'이라는 이름으로 불렀다. 그는 이 별이 태양과 가까이 있는 별 가운데 하나라고 생각했고 연주시차가 관측될 좋은 후보가 될 것이라고 여겼다. 이 때문에 이 별은 동시대 천문학자들에게 큰 관심을 받게 되었다.

큰 구경의 렌즈를 만드는 기술이 개발되었고 색수차를 거의 완벽하게 제거한 망원경을 만들 수 있게 된 1830년대에는 망원경으로 1각초보다 훨씬 작은 각을 측정할 수 있게 되었다. 따라서 1830년대 후반에는 연주시차를 처음으로 측정하는 것이 그 당시 과학자들이 도전하였던 가장 중요한 목표였다. 연주시차가 측정될 것으로 예상된다고 피아찌가 제안한 3개의 후보별(백조자리61별, 에리다누스자리델타별, 카시오페이아자리뮤별)을 대상으로 많은 천문학자들이 도전에 나섰다.

베셀(Friedrich Bessel)은 직접 연주시차를 측정하려는 다른 사람들과 조금 다른 방법을 시도하였다. 그는 우선 쌍성의 주기가 400년이라고 가정한 후 두 별 사이의 거리를 계산했다. 그리고 두 별 사이의 각거리를 측정한 후 시차를 측정해 이 값이 나오도록 했다. 드디어 1838년 베셀은 최초로 연주시차를 성공적으로 관측하게 되었으며 이 별의 연주시차가 0.3136초라고 발표하였다. 이 값은 현재 알려진 연주시차인 0.28588초와 근접한 값이다. 그리고 같은해에 스트루베(Friedrich Georg Wilhelm von Struve)와 헨더슨(Thomas Henderson)은 각각 베가와 센타우루스자리알파별의 연주시차를 측정하였다. 한편 1842년에는 아르겔란더가 '그룸브리지1830(Groombridge 1830)'의 고유운동이 훨씬 크다는 것을 밝혀내어 백조자리61별은 고유운동이 2번째로 큰별이 되었다. 히파르코스목록에 있는 별들 중에서 백조자리61별은 고유운동이 7번째로 큰 별이지만, 육안으로 보이는 별 중에서는 가장 크다.

그림 3. 지구에서 보는 겉보기 공전궤도와 실제 공전궤도. 오른쪽 긴 타원은 Cyg 61A에 대한 Cyg 61B의 상대위치(두 별사이의 각거리와 북쪽에서 동쪽방향으로 회전하며 측정한 방위각) 변화이고, 왼쪽 타원은 천구에 투영된 효과를 보정한 Cyg 61B의 타원궤도(Cyg 61A는 타원의 한 초점에 위치)이다. ()