변광성이란 무엇인가?

별들은 매일 밤 똑같아 보인다.

그러나 이 생각이 완전히 옳은 것은 아니다.

페르세우스자리의 두번째 밝은 별, 베타 페르세우스를 생각해 보자.

이 별은 69시간마다 밝기가 절반 이하로 줄어들었다가 잠시 후에 다시 원래의 밝기를 회복한다.

 

고대나 중세 때도 이 현상은 관찰되었을 것이다.

페르세우스자리는 그리스 신화에 나오는 한 영웅이 뱀 머리카락을 가진 메두사의 목을 자르는 순간을 나타내고 있다.

그 영웅이 들고 있는 머리가 바로 베타 페르세우스에 해당하며, 그래서 아랍인들은 그 별에 아랍어로 '악마'라는 뜻을 가진 '알골(Algol)'이라는 이름을 붙였다.

그러나 근세 이전까지는 아무도 이 별의 광도 변화에 대해서 언급하지 않았다.

천체의 비영속성을 보여 주는 신호로서 계속 주목받아 온 광도 변화는 사람들에게 불안감을 주므로 누구도 이것에 대해 말하지 못하도록 만들었을 것이다.

영국의 천문학자 존 굿리크는 1782년, 알골이 쌍성이며 그중 하나가 다른 하나보다 밝다고 주장했다.

69시간을 주기로 희미한 별이 밝은 별 앞으로 이동하여 밝은 빛을 가리기 때문에 일시적으로 어두워진다는 것이었다.

그리고 희미한 별이 그곳을 벗어나면 다시 밝기를 회복한다고 했다.

그는 시대를 앞선 사람이었다.

그 당시는 허셜이 쌍성의 존재를 증명하기 전이었는데도 그 사실을 완벽하게 설명해 냈던 것이다.

하늘에는 이처럼 규칙적으로 밝기가 변하는 식변광성도 많지만 시간에 따라 밝기가 불규칙하게 변하는 별들도 많다.

1596년에 독일의 천문학자 다비드 파브리치우스는 밝기가 변하는 고래자리의 별 오미크론 세티를 발견했다.

천문학자들은 이 별을 관찰하는 동안 별이 때때로 하늘에서 가장 밝은 별들의 하나로 꼽힐 정도로 밝아졌다가 다시 천체 망원경 없이는 보이지 않을 정도로 희미해진다는 사실을 발견했다.

이 별의 광도 변화는 일년 정도를 주기로 발생했지만 도저히 식 현상의 결과라고 할 수 없을 만큼 불규칙적이었다.

그래서 천문학자들은 이 별이 단순히 시간에 따라 다른 양의 빛과 열을 낸다고 결론지었다.

 

이 별이야말로 진정한 변광성이었다.

 

그래서 천문학자들은 그 별에 라틴어로 '놀라운'이란 뜻을 가진 '미라(Mira)'라는 이름을 붙였다.

 

1784년에 굿리크는 케페우스자리에서 또 다른 종류의 변광성 델타 케페우스를 발견했다.

이 별은 밝기가 규칙적으로 변했지만 밝아질 때는 속도가 매우 빠르고 흐려질 때는 속도가 느린 것으로 보아 식 현상이 원인은 아닌 듯했다.

만약에 식 현상의 결과라면 밝아질 때와 어두워질 때의 속도가 알골처럼 일정해야 하기 때문이다.

 

그후로 이와 똑같은 형태로 밝아졌다 어두워졌다 하는 수백 개의 다른 별들이 발견되었고, 천문학자들은 이러한 별들을 케페이드형 변광성이라고 불렀다.

어떤 케페이드형 변광성은 3일 만에 광도 변화를 끝냈고 또 다른 것은 5일이 걸렸다.

이 케페이드형 변광성은 엄청나게 먼 거리를 측정하는 데 이용되기도 한다.