아르크투루스는 적색 거성이며 밤하늘에서 가장 밝은 별 중 하나이다. 지름은 약 3500만 킬로미터로, 태양 지름의 약 25배이다. 이는 눈에 보이는 표면의 지름이며, 천문학자들이 그 겉보기 크기를 직접 측정했다.

크기

아르크투루스는 밝고 커서 지름을 간섭계로 여러 번 측정했다. 간섭계는 여러 망원경의 빛을 합쳐 아주 미세한 부분까지 볼 수 있게 하는 장치이다. 지구에서 보면 지름이 1각초의 1,000분의 약 21이며, 각초는 1도의 3,600분의 1이다. 이 겉보기 지름은 약 1킬로미터 떨어진 곳에서 본 사람 머리카락의 굵기와 같다.

아르크투루스는 지구에서 약 36.8광년 떨어져 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 이 거리는 약 9조 4600억 킬로미터이다. 아르크투루스까지의 거리는 시차로 구했다. 시차는 지구가 태양 둘레를 도는 동안 별의 위치가 아주 조금 달라지는 현상이다. 라미레스(Ramírez)와 아옌데 프리에토(Allende Prieto)가 2011년에 수행한 연구는 겉보기 지름과 거리를 결합했다. 그리고 그 결과를 별이 나이를 먹으며 변하는 과정을 다룬 모형에서 얻은 추정값과 평균해, 태양의 25.4배라는 반지름을 구했다. 정밀도는 약 1%이다.

별의 가장자리를 모형화하는 일부 방식은 겉보기 지름이 약간 더 큼을 시사한다. 이 경우 반지름은 태양의 25.6~26.1배, 지름은 약 3600만 킬로미터가 된다.

크기 비교

아르크투루스는 지름이 태양의 약 25배, 지구의 약 2,800배이다.
부피로 따지면 태양 약 16,000개가 이 별 안에 들어간다.
아르크투루스가 태양 자리에 있다면, 표면은 수성 궤도까지 거리의 3분의 1에 가까운 지점까지 이를 것이다.
아르크투루스는 지름이 알니타크의 가장 큰 별의 약 1.3배이며, 알니타크는 이 사이트에서 한 단계 더 작은 대상이다. 또 다른 거성인 알데바란은 지름이 아르크투루스의 약 1.8배이다.
태양을 농구공 크기로 줄인다면, 아르크투루스는 지름이 약 6.1미터인 공일 것이다.

나이 많은 별

아르크투루스의 나이는 약 70억 년으로 추정되며, 약 46억 년 전에 생겨난 태양보다 오래되었다. 수소에 대한 비율로 보면 철이 태양의 약 3분의 1밖에 되지 않는다. 이 별의 화학 조성과 우리 은하 안에서의 운동은 이 별을, 천문학자들이 우리 은하의 두꺼운 원반이라고 부르는 별 집단과 연결한다.

아르크투루스는 밝고 가까우며 측정이 잘 되어 있어서, 다른 거성을 연구하는 천문학자들에게 표준적인 기준이 된다. 많은 간섭계도 이 별을 시험 대상으로 관측한다.

태양의 미래

아르크투루스의 질량은 태양의 1.08배로 태양과 거의 같지만, 이미 적색 거성이다. 표면 온도는 약 섭씨 4,000도로, 섭씨 5,500도인 태양 표면보다 낮다. 태양은 아직 황색 왜성이지만, NASA는 태양이 수명 후반에 적색 거성으로 팽창하리라고 예상한다. 이때 태양은 수성과 금성, 어쩌면 지구까지 삼킬 만큼 커진다.

출처

Fundamental parameters and chemical composition of Arcturus. Ramírez and Allende Prieto, The Astrophysical Journal, 2011.
The limb-darkened Arcturus: Imaging with the IOTA/IONIC interferometer. Lacour et al., Astronomy & Astrophysics, 2008.
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