카스토르

쌍둥이자리알파별이지만 쌍둥이자리에서 두 번째로 밝은 별이다(그림 1 참조). 폴룩스가 가장 밝지만 카스토르가 동쪽 지평선에서 먼저 뜨기도 하고 그리스신화에서 형이기 때문에 알파별 자리를 차지했다. 태양으로부터의 거리는 51 광년이다.

육안으로는 홑별(single star)이지만 쌍성 셋으로 이루어진 육중성계이다. 각각의 쌍성은 분광쌍성이며, 카스토르A(주계열성인 Aa와 적색왜성인 Ab), 카스토르B(주계열성인 Ba와 적색왜성인 Bb), 카스토르C(적색왜성인 Ca와 적색왜성인 Cb)로 부른다. 이 별들은 베가와 포말하우트 등과 함께 카스트로이동성군을 구성하고 있다.

중국에서는 카스토르, 폴룩스, 쌍둥이자리로별을 북쪽 강을 의미하는 북하로 불렀는데 이 중 카스토르는 '북하에서 두 번째 별', 즉, 북하이로 표기했다.

그림 1. 쌍둥이자리. (출처: 장헌영/성환경/한국천문학회)

목차

카스토르A의 적경과 적위는 J2000.0년 기준으로 각각 07^h 34^m 35.86^s와 +31° 53′17.79″이다. 절대등급(@@NAMATH_INLINE@@M_V@@NAMATH_INLINE@@)과 안시등급(@@NAMATH_INLINE@@m_V@@NAMATH_INLINE@@)은 각각 0.986과 1.93이고 색지수(B-V)는 0.03이다. 카스토르A를 구성하는 별의 분광형은 각각 A1V과 dM1e(분광형이 M1형이며 방출선이 있는 왜성임)이다. 주성의 질량은 태양의 2.76배이고, 반지름은 태양 반지름의 2.4배이다.

카스토르B의 적경과 적위는 J2000.0년 기준으로 각각 07^h 34^m 36.10^s와 +31° 53′18.57″이다. 절대등급(@@NAMATH_INLINE@@M_V@@NAMATH_INLINE@@)과 안시등급(@@NAMATH_INLINE@@m_V@@NAMATH_INLINE@@)은 각각 1.886과 2.97이고 색지수(B-V)는 0.04이다. 카스토르B를 구성하는 별의 분광형은 각각 Am과 dM1e이다. 주성의 질량은 태양 질량의 2.98배이고, 반지름은 태양 반지름의 3.3배이다.

카스토르C의 적경과 적위는 J2000.0년 기준으로 각각 07^h 34^m 37.58^s와 +31° 53′17.82″이다. 절대등급(@@NAMATH_INLINE@@M_V@@NAMATH_INLINE@@)과 안시등급(@@NAMATH_INLINE@@m_V@@NAMATH_INLINE@@)은 각각 8.950과 9.83이고 색지수(B-V)는 1.49이다. 카스토르C를 구성하는 별의 분광형은 각각 dM1e과 dM1e이다. 주성과 반성이 거의 동일하다. 각각의 질량은 0.599@@NAMATH_INLINE@@M_{\odot}@@NAMATH_INLINE@@이고, 반지름은 0.62@@NAMATH_INLINE@@R_{\odot}@@NAMATH_INLINE@@이다. 용자리BY형변광성으로 쌍둥이자리YY별(YY Gem)이다.

1678년 카시니(Giovanni Domenico Cassini)가 처음으로 카스토르가 두 개의 별로 분리되어 보인다는 것을 알았다(그림 2 참조). 1896년 벨로폴스키(Aristarkh Belopolsky)는 카스토르B가 분광쌍성임을 알아냈고 1904년 커티스(Heber Doust Curtis)가 카스토르A도 분광쌍성임을 알아냈다. 분광쌍성이면서 식쌍성이기도 한 카스토르C는 카스토르AB와 쌍을 이루어 공전하고 있다(그림 3 참조). 각각의 조합에 대한 공전주기는 다음과 같다.

카스토르 Aa와 Ab의 공전주기는 9.2128일이고 공전궤도 이심률은 0.5이다. 카스토르 Ba와 Bb의 공전주기는 2.9283일이다. 카스토르 Ca와 Cb의 주기는 0.814일이고 공전궤도 이심률은 0이다. 카스토르 A와 B의 공전주기는 445년이고 공전궤도 이심률은 0.360이다. 카스토르 AB와 카스토르C의 공전주기는 14000년이다.

그림 2. 카스토르A와 카스토르B. 두 별이 분리되어 보인다. (출처: )

그림 3. 카스토르 육중성계의 구조. 카스토르A, 카스토르B, 카스토르C는 모두 분광쌍성이다. 이 중 카스토르A와 카스토르B가 짝을 이루어 공전하고 있고, 카스토르C가 카스토르A와 카스토르B를 상대로 공전하고 있다. (출처:성환경/한국천문학회)

1990년에 발견된 이동성군(moving group)이다. 카스토르이동성군(Castor Moving group)은 남쪽물고기자리의 포말하우트, 거문고자리의 베가, 천칭자리알파별 등을 포함하고 있다. 나이가 약 2억년 정도된 것으로 추정되는 이 이동성군은 현재 16개 별로 구성된 것으로 파악되고 있다. 이 이동성군은 현재 16개의 구성원이 알려져 있다. 공통된 탄생 조건을 갖춘 성협으로 볼 것인지 단순히 운동학적 특성이 같은 것인지 논란이 계속되고 있다. 최신 연구에 의하면 최소한 포말하우트, 베가, 카스토르, LP944-20은 같은 조건에서 탄생한 별이 아닌 것으로 추정한다.