Astronomers using a British telescope in Hawaii say they've seen four pairs of stars, known as binaries, that orbit each other closer than was thought possible.

While binary stars are common, believed to have formed close together and orbiting each other since birth, it was always thought that if binary stars form too close to each other, they would quickly merge into one single, bigger star.

Observations over the last three decades have found an abundant population of stellar binaries, but none with orbital periods shorter than 5 hours.

However, astronomers using the United Kingdom Infrared Telescope say the four binary systems they found orbit each other in less than 4 hours, with one system orbiting in just 2.5 hours, previously thought impossible.

"It means that we have to rethink how these close-in binaries form and evolve," lead study author Bas Nefs from Leiden Observatory in the Netherlands said.

Writing in the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, the researchers describe investigating binaries of red dwarfs, stars up to 10 times smaller and a thousand times less luminous than the Sun.

"To our complete surprise, we found several red dwarf binaries with orbital periods significantly shorter than the 5 hour cut-off found for Sun-like stars, something previously thought to be impossible," Nefs said.

It is possible intense magnetic field lines radiating out from the companions could apply the brakes to these spinning stars, slowing them down so that they move closer together, researchers said. (UPI)

<관련 한글 기사>

‘불가능할 정도’ 가까이 도는 쌍둥이 별들


지금까지는 있을 수 없는 것으로 생각됐던, 서로를 4시간 이내 에 공전하는 쌍성계 4개가 한꺼번에 발견됐다고 사이언스 데일리가 5일 보도했다.

행성과 저온의 별들을 연구하는 유럽 `저온 항성 주위의 암석질 행성 연구단'(R o PACS) 과학자들은 하와이에 있는 영국적외선망원경(UKIRT)을 이용해 우리은하 안에서 이처럼 뜻밖의 별들을 발견했다고 영국 천문학회 월보에 발표했다.

우리은하 안의 별 가운데 절반 가량은 우리 태양과 달리 두 개가 짝을 이뤄 상호 공전하는 쌍성계를 이루고 있다.

이런 별들은 태어날 때부터 매우 가까운 거리에서 서로를 돌지만 너무 가까울 경우 서로 붙어 더 큰 별이 되는 것으로 학자들은 생각해 왔다.

이는 지금까지 약 30년에 걸친 관찰 결과 수많은 쌍성계가 발견됐지만 상호 공전 주기가 5시간 미만인 경우는 없었기 때문이다.

이번에 발견된 밀착 쌍성계 중 상호거리가 가장 가까운 것은 2.5시간의 공전주 기로 서로를 도는 M4형 적색왜성들로 밝혀졌다. 언젠가는 합쳐져 더 큰 하나의 별이 될 것으로 보이는 이 두 별은 현재 서로를 향해 안쪽으로 나선운동을 하고 있다.

연구진이 이번에 발견한 것은 우리 태양에 비해 크기는 최고 10분의1, 밝기는 1 천분의 1 밖에 안 되는 최초의 적색왜성 쌍성계이다.

이런 별들은 우리은하에서 가장 흔한 유형의 별이지만 적색왜성들은 워낙 빛이 약해 일반적인 관찰로는 보이지 않는다.

연구진은 지난 5년간 UKIRT를 사용해 수천개의 적색왜성을 비롯, 수십만개 별의 밝기를 근적외선 광각 카메라로 관찰해 왔다.

연구진은 "우리 태양과 같은 별들에서 공전주기가 5시간보다 훨씬 짧은 적색 왜 성들이 발견된 것은 이전엔 가능하리라고 상상도 못했던 일"이라면서 "이제 우리는 이런 밀착 쌍성계의 생성과 진화 과정에 대해 다시 생각해야만 한다"고 말했다.

별들은 생애 초기에 크기가 줄기 때문에 이처럼 가까운 쌍성계들이 존재한다는 사실은 이들의 궤도 역시 원래는 지금보다 컸음을 의미한다. 그렇지 않다면 별들은 초기에 붙어 버렸을 것이기 때문이다.

그럼에도 불구하고 어째서 이들 쌍성계의 궤도가 이처럼 크게 줄어들었는지는 분명히 밝혀지지 않고 있다.

한 가지 추측 가능한 것은 쌍성계의 저온 항성들이 생각보다 훨씬 활동성이 클 경우이다.

저온의 짝별들이 서로를 향해 나선운동을 하며 접근할 때 별들에서 나오는 자기 선이 꼬이고 왜곡되면서 항성풍과 플레어, 흑점 등을 통해 추가의 운동량을 발생시킬 가능성이 있을 것으로 학자들은 추측하고 있다.

그러나 강력한 자기활동이 맹렬하게 도는 이들 별에 브레이크를 걸어 이들의 속 도를 늦춤으로써 가까운 거리에서 운동하게 만들었다는 것이다.

연구진은 "UKIRT가 아니었으면 이처럼 특이한 적색왜성 쌍성계를 발견하진 못했을 것"이라면서 "이들 별의 활동성과 강력한 자기장은 우리은하 전체에 분포돼 있는 적색왜성 주변의 환경이 어떠할지를 강력히 시사하는 것"이라고 말했다.