백조자리 P(P Cygni)는 백조자리 방향에 위치한 변광성이다. 명칭의 'P'는 요한 바이어가 1603년 자신의 성표 《우라노메트리아》에서 이 별을 신성(nova)으로 기록하면서 부여한 기호에서 유래하였다. 플램스티드 명칭으로는 백조자리 34(34 Cygni)이며, 백조자리 신성 1600(Nova Cygni 1600)으로도 불린다.
관측 정보
백조자리 P는 지구로부터 약 5,000광년에서 6,000광년(약 1,500~1,800파섹) 떨어져 있다. 겉보기등급은 +4.82등급이며, 절대등급은 -7.9등급으로 우리 은하에서 가장 밝은 별 중 하나에 속한다. 먼 거리에도 불구하고 광공해가 적은 어두운 곳에서는 육안으로 관측이 가능하다. 분광형은 B1-2 Ia-0ep형으로, B형 극대거성에 해당한다. 표면온도는 약 18,700K이며, 광도는 태양의 약 610,000배, 반지름은 태양의 약 76배, 질량은 태양의 약 37배로 추정된다.
변광성 분류 및 특성
백조자리 P는 밝은 청색 변광성(LBV, Luminous Blue Variable)으로 분류된다. 밝은 청색 변광성 중 가장 먼저 확인된 사례로 널리 알려져 있으나, 전형적인 LBV와는 차이가 있다. 일반적으로 LBV는 수년에서 수십 년에 이르는 주기로 밝기가 변화하며 간헐적으로 급증 현상을 보이지만, 백조자리 P는 17세기의 대규모 분출 이후 밝기와 스펙트럼에서 큰 변화를 보이지 않고 있다.
역사적 변광 이력
백조자리 P는 16세기까지 천문 기록에 남아 있지 않았으나, 1600년 8월 10일 네덜란드의 천문학자이자 수학자였던 빌럼 얀손 블라우(Willem Janszoon Blaeu)가 갑자기 3등성으로 밝아진 것을 처음 관측하였다. 이후 1606년부터 서서히 어두워지기 시작하여 1626년에는 육안 관측이 어려운 수준까지 희미해졌다. 1655년에 다시 밝아졌으나 1662년에 다시 어두워졌고, 1665년에도 급격한 변화가 관측되었다. 1715년 이후로는 5등성 부근에서 미세한 변광만 나타내고 있다. 현재는 한 세기당 약 0.15등급씩 밝아지고 있는데, 이는 광도가 일정한 상태에서 표면온도가 서서히 감소하여 자외선 영역의 복사가 가시광선 영역으로 이동하기 때문으로 해석된다.
과거 대규모 분출의 증거로 약 900년 전, 2,100년 전, 20,000년 전에도 큰 분출이 있었던 것으로 추정된다.
백조자리 P형 윤곽(P Cygni Profile)
백조자리 P는 분광학에서 '백조자리 P형 윤곽(P Cygni profile)'이라고 불리는 독특한 스펙트럼 선 윤곽의 원형이 되는 별이다. 이는 동일한 스펙트럼 선에서 방출선과 흡수선이 동시에 나타나는 현상으로, 항성에서 방출된 기체 껍질이 관측자 방향으로 팽창하고 있음을 나타낸다. 방출선은 별 주변의 고밀도 항성풍에서 발생하며, 청색 편이된 흡수 돌출부는 복사가 관측자 쪽으로 빠르게 팽창하는 별 주변 물질을 통과하면서 형성된다. 이러한 윤곽은 다양한 유형의 별에서 항성풍을 연구하는 데 유용하게 사용된다.
진화와 미래
백조자리 P와 같은 밝은 청색 변광성은 극히 희귀하며 수명이 짧다. 매우 무거운 질량과 높은 에너지 방출로 인해 핵연료를 빠르게 소진하며, 수백만 년 동안만 빛을 낸 후 초신성 폭발로 생을 마감할 것으로 예상된다. 현재 백조자리 P는 주계열을 떠난 직후의 수소 껍질 연소 단계에 있는 것으로 여겨지며, 표면온도 감소 추세는 고질량 항성이 적색 초거성 단계로 진화하는 과정으로 해석된다. 일부 모델링에 따르면 태양 질량의 20~25배에 해당하는 항성의 진화 최종 단계에서 IIb형 초신성 후보로 지목되기도 한다.
동반성
백조자리 P의 17세기 분출이 동반성으로의 질량 이동에 의해 발생했을 가능성이 제기되었다. 가상의 동반성은 분광형 B형으로 질량이 태양의 3~6배이며, 백조자리 P를 약 7년 주기의 이심률이 큰 타원궤도로 공전할 것으로 추정되었다. 2021년 간섭계 관측을 통해 실제로 동반성이 발견되었으며, 주성으로부터 약 13.0±0.1밀리각초(mas) 떨어져 있고 백조자리 P보다 4.3등급 더 어두운 것으로 보고되었다.
