카펠라는 밤하늘에서 여섯 번째로 밝은 별이며, 실제로는 서로의 둘레를 도는 두 거성이다. 이 사이트에서 보여 주는 둘 중 큰 별은 지름이 약 1700만 킬로미터로, 태양 지름의 약 12배이다. 이는 별의 눈에 보이는 표면의 지름이다.

크기

카펠라의 두 별은 하늘에서 1각초의 1,000분의 56 정도밖에 떨어져 있지 않으며, 1각초는 1도의 3,600분의 1이다. 두 별은 1919년에 미국 윌슨산 천문대의 100인치 망원경에 장착한 간섭계로 처음 분명하게 둘로 구분되어 보였다. 간섭계는 서로 다른 지점에서 모은 빛을 결합해 아주 미세한 세부를 볼 수 있고, 각 별이 얼마나 넓게 보이는지도 잴 수 있다. 그런 다음 거리를 알면 각 별의 겉보기 지름이 실제 크기로 바뀐다.

기예르모 토레스가 이끈 2015년의 연구에서 큰 별의 반지름은 태양의 11.98배로 나타났고, 따라서 지름은 약 1670만 킬로미터이다. 이 수치에는 약 5%의 불확실성이 있는데, 별의 겉보기 지름을 재기 어렵기 때문이다. 작은 별은 지름이 약 1230만 킬로미터로, 태양 지름의 약 9배이다.

카펠라까지의 거리는 약 0.1% 수준으로 훨씬 더 정확하게 알려져 있다. 이 거리는 두 별의 궤도에서 나온다. 궤도의 실제 크기와 하늘에서 보이는 크기를 비교하면 얼마나 먼지 알 수 있다. 그 답은 약 42.9광년이며, 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로 약 9조 4600억 킬로미터이다.

크기 비교

큰 별은 지름이 태양의 약 12배이고, 지구의 약 1,300배이다.
부피로 따지면 태양 약 1,700개가 큰 별 안에 들어간다.
큰 별이 태양의 자리에 있다면, 표면은 수성의 궤도까지 거리의 약 7분의 1 지점까지 닿을 것이다.
이 사이트에서 한 단계 더 큰 대상인 알니타크는 지름이 카펠라 큰 별의 약 1.7배이다.
태양을 농구공 크기로 줄인다면, 카펠라의 두 별은 지름이 각각 약 2.9미터와 2.1미터인 공이 되고, 두 공의 중심은 19미터 떨어져 있을 것이다.

하나의 궤도를 도는 두 거성

두 별은 거의 원에 가까운 궤도로 104일마다 서로의 둘레를 돈다. 두 별의 중심은 약 1억 1100만 킬로미터 떨어져 있으며, 이는 태양과 금성 사이의 거리보다 조금 더 크다. 큰 별의 질량은 태양의 2.57배이고, 작은 별은 2.48배이다.

큰 별은 더 크지만 둘 중 더 차갑다. 큰 별의 표면 온도는 섭씨 약 4,700도이고, 작은 별은 섭씨 약 5,500도이다. 더 뜨거운 작은 별이 가시광선에서는 약간 더 밝다.

두 별은 모두 나이가 약 6억 년인데도 생애의 서로 다른 단계에 있다. 큰 별은 중심핵에서 헬륨을 태우는 단계의 끝 무렵에 있다. 작은 별은 수명이 짧은 단계에 있으며, 적색 거성이 되어 가는 길에서 빠르게 변하고 있다.

네 별로 이루어진 가족

카펠라에는 동반성이 둘 더 있다. 카펠라 H와 카펠라 L이라 불리는, 작고 차가운 적색 왜성 한 쌍이다. 카펠라 H는 밝은 쌍으로부터 적어도 9,500천문단위 떨어져 있다. 1천문단위는 평균 지구에서 태양까지의 거리로, 약 1억 5000만 킬로미터이다. 카펠라 L은 카펠라 H의 둘레를 아마 300년에 한 번 도는데, 이로써 카펠라는 네 별로 이루어진 계가 된다.

출처

Capella (α Aurigae) revisited: New binary orbit, physical properties, and evolutionary state. Torres et al., The Astrophysical Journal, 2015.
Binary orbit, physical properties, and evolutionary state of Capella (α Aurigae). Torres et al., The Astrophysical Journal, 2009.
Measuring the Universe. International Astronomical Union.
IAU 2015 Resolution B2 on recommended zero points for the absolute and apparent bolometric magnitude scales. International Astronomical Union, 2015.
Sun Fact Sheet. NASA, 2024.
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Dynamical mass of the O-type supergiant in Zeta Orionis A. Hummel et al., Astronomy & Astrophysics, 2013.
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