백색왜성

  1834년 베셀은 하늘에서 가장 밝은 시리우스의 운동에서 불규칙성을 발견하였다. 시리우스에 대해 그가 수행하였던 정밀한 위치 관측 자료를 정리한 결과 이 별이 하늘에서 파동치며 움직이는 것을 알아낼 수 있었다. 그 결과는 너무 놀라운 것이어서 베셀은 확증이 필요하다고 생각했다. 

  10년에 걸쳐 주기적으로 수행한 정확한 측정을 분석하여 그는 시리우스가 완전히 공전하는 데 50년이 걸리는 연성계의 하나라고 확신하게 되었다. 시리우스의 반성은 거의 빛을 방출하지 않는 매우 어두운 것이었다. 이와 비슷하게 프로시온은 반세기의 궤도주기를 가지는 보이지 않는 반성을 동반하고 있다. 

  1860년경 미시시피 대학은 매사추세츠에 사는 클라크에게 18인치 대물렌즈를 주문하였다. 1862년 1월 31일 클라크의 아들 앨반은 그 굴절망원경의 분해능을 시험하고 있었다. 그는 그 망원경으로 시리우스를 보았는데 놀랍게도 반성을 찾아낼 수 있었다. 이러한 측정은 잘 보정된 렌즈에서만 가능한 것이었다. 금속경으로 만든 반사망원경은 빛을 너무 많이 산란시켰으며, 은박을 입힌 유리거울은 1870년대 이전까지 사용되지 않았다. 그 반성은 예측된 바로 그 자리에 있었고 주기는 50년으로 판명되었다. 프로시온의 반성은 1896년에 이르러서야 발견되었고 그 주기는 40년이었다. 

  클라크는 두 별이 가장 멀리 떨어져 있을 때 시리우스를 보게 되는 행운을 잡게 되었다. 하지만 그 관측은 훨씬 밝은 별로부터 겨우 10초의 각도밖에 떨어지지 않은 극히 어두운 점을 탐지해내야 했다. 

  시리우스 B는 밝은 짝인 시리우스 A보다 만 배 어둡고 태양보다 500배 어둡다. 이렇게 어둡기 때문에 붉을 것으로 예상되었다. 왜냐하면 적색별은 비교적 차갑고 어두울 수 있기 때문이다. 그러나 1862년에는 그 색깔을 결정할 수 없었다. 

  1915년 반성과 시리우스의 거리가 가장 멀어졌을 때 캘리포니아의 윌슨산 천문대의 애덤스는 그 별의 색깔을 결정하기 위한 관측을 시작하였다. 놀랍게도 그는 이 별이 적색이 아니라 백색이라는 것을 알아냈고 표면 온도와 표면 밝기는 태양보다 훨씬 높다는 것을 밝혀냈다. 그렇게 희게 보이려면 그 별은 태양보다 무척 작아야 했다. 

  현재 우리는 시리우스 B나 프로시온 B와 비슷한 크기와 질량을 가지는 많은 백색왜성들을 알고 있다. 전형적으로 백색왜성은 어두운 별이며 그들이 보이는 비정상적으로 큰 고유운동은 이들이 우리에게 가까이 있다는 것을 드러내는 것이다. 그렇게 가깝다는 것은 광도가 실제로 낮다는 것에 대한 증거이다. 더 먼 거리에 있었다면 이와 같은 별들은 탐지조차 되지 않았을 것이다. 일반적으로 큰 고유운동을 통하여 백색왜성을 찾아낼 수 있다. 

  백색왜성의 반경은 태양보다 100배 작고 질량의 범위는 태양질량의 0.1에서 1.2배에 달한다. 그러므로 이들의 밀도는 물의 밀도의 약 100만 배에 해당한다.