청색초거성(靑色超巨星, 영어: Blue Supergiant, BSG)은 천문학에서 OB형 초거성으로 표현되는, 뜨겁고 매우 밝은 별을 가리키는 과학적 용어이다. 이는 실제로 널리 인정된 천체 분류 개념으로, 항성 진화론과 관측 천문학에서 중요한 위치를 차지한다.
정의와 분류
청색초거성은 일반적으로 광도 분류가 I형(초거성)이고 분광형이 B9 이하(더 이른 단계)인 별로 정의된다. 일부 학자들은 A형 초거성도 청색초거성으로 분류하기도 한다. 헤르츠스프룽-러셀 도표(H-R 도표)에서 이들은 좌측 상단, 즉 주계열 위쪽에 위치한다. 이들은 태양보다 크지만 적색초거성보다는 작으며, 표면 온도는 약 10,000~50,000K에 이르고 광도는 태양의 약 1만 배에서 100만 배에 달한다.
형성과 진화
청색초거성은 대개 질량이 큰 별(초기 질량 약 10~300 태양질량)이 주계열 단계에서 수소를 소진한 뒤 진화하는 과정에서 나타나는 단계로 이해된다. O형 및 초기 B형 주계열성들이 수소를 모두 소진하면 청색초거성으로 진화하는 것이 일반적이다. 이들은 항성풍으로 질량을 잃으며, 이후 볼프-레이에별(Wolf-Rayet star)이 되거나, 밝은 청색 변광성(LBV), 또는 초신성으로 진화할 수 있다.
다만 최근 연구에서는 일부 청색초거성이 쌍성계의 병합(merger) 결과로 형성될 수 있다는 주장도 제기되고 있다. 또한 이론적 모델이 예측하는 것보다 관측되는 청색초거성의 수가 많아 이를 설명하기 위한 '청색초거성 문제(Blue Supergiant Problem)'가 학계에서 논의되고 있다.
특징
청색초거성은 극도로 높은 광도와 빠른 항성풍을 가지며, 일반적으로 불안정한 별로 알려져 있다. 이들은 짧은 수명을 가지므로 주로 산개성단, 나선은하의 나선팔, 불규칙은하 등 젊은 천체 구조에서 관측된다. 많은 청색초거성은 알파 시그니 변광성(Alpha Cygni variable)으로 분류된다.
대표적인 예
가장 잘 알려진 청색초거성으로는 오리온자리에서 가장 밝은 별인 리겔(Rigel)이 있다. 리겔의 질량은 태양의 약 20배이며, 광도는 태양의 약 117,000배에 이른다. 그 밖에 데네브(Deneb), 알니탁(Alnitak), 알닐람(Alnilam), 사이프(Saiph) 등이 청색초거성으로 분류된다.
초신성과의 관계
과거에는 초신성의 전조(前兆) 별이 적색초거성뿐이라고 여겨졌으나, 1987년 초신성 SN 1987A의 전조 별이 B3형 청색초거성(산둘레아크 -69° 202)이었음이 확인되면서 이 이론이 수정되었다. 현재는 청색초거성과 황색초거성을 포함한 다양한 진화 단계의 고질량 별이 초신성으로 폭발할 수 있음이 관측을 통해 알려져 있다.
어원
'청색초거성'이라는 용어는 별의 색(청색)과 크기·광도 등급(초거성)을 결합한 명칭으로, 영어 'Blue Supergiant'의 번역어이다. '청색'은 이 별들의 높은 표면 온도에서 비롯된 푸른색을, '초거성'은 광도 분류 I형에 해당하는 거대하고 밝은 별의 등급을 의미한다.
