How big is 북극성?

북극성은 오늘날 북쪽을 알려 주는 별이며, 그 주성은 세페이드 변광성이라고 불리는 맥동하는 별 가운데 알려진 가장 가깝고 가장 밝은 예이다. 2024년에 발표된 측정에 따르면 이 주성은 지름이 약 6400만 킬로미터로, 태양 지름의 약 46배이다. 이 수치는 눈에 보이는 표면의 지름이며, 이 표면은 별이 맥동함에 따라 아주 조금 부풀었다가 줄어든다.

크기

북극성은 사실 별 세 개이며, 이 사이트가 보여 주는 것은 그중 가장 밝은 북극성 Aa이다. 2016년부터 2021년 사이에 천문학자들은 미국 캘리포니아주 윌슨산에 있는 CHARA 어레이로 이 별이 얼마나 크게 보이는지 측정했다. CHARA 어레이는 여러 망원경의 빛을 합쳐 아주 미세한 부분까지 볼 수 있다. 북극성 Aa의 겉보기 지름은 1각초의 1,000분의 약 3.1이며, 각초는 1도의 3,600분의 1이다. 이 겉보기 지름은 약 6.6킬로미터 떨어진 곳에서 본 사람 머리카락의 굵기와 같다.

이 각도를 실제 크기로 바꾸려면 거리가 필요한데, 이 거리는 오랫동안 논란이 되었다. 북극성은 너무 밝아서 거리를 재는 일부 장비로는 측정하기 어렵고, 발표된 추정값은 약 320~520광년에 걸쳐 있다. 광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리이다. 이 거리는 약 9조 4600억 킬로미터이다. 2024년 연구는 같은 항성계에 속한 더 어두운 별인 북극성 B까지의 거리를 사용했다. 이 거리는 가이아 우주선이 측정한 값으로, 약 447광년이다.

이 거리에서 북극성 Aa의 반지름은 태양의 46.3배이다. 2006년에 다른 장비로 한 측정에서는 같은 거리에서 태양의 46배라는 값이 나온다. 발표된 거리 가운데 가장 가까운 값을 적용하면, 같은 겉보기 지름으로는 이 별의 지름이 태양의 약 33배에 그칠 것이다.

북극성 Aa는 변광성이다. 약 4일마다 한 번 맥동하며, 한 주기 동안 지름은 약 0.4%, 즉 약 260,000킬로미터만 변할 것으로 예상된다.

크기 비교

북극성 Aa는 지름이 태양의 약 46배, 지구의 약 5,000배이다.
부피로 따지면 태양 약 99,000개가 이 별 안에 들어간다.
이 별이 태양 자리에 있다면, 표면은 수성 궤도까지 거리의 절반이 넘는 지점에 이를 것이다.
북극성 Aa는 지름이 아르크투루스의 약 1.8배이며, 아르크투루스는 이 사이트에 있는 또 다른 거성이다. 이 사이트에서 한 단계 더 작은 대상인 알데바란은 지름이 북극성 Aa와 거의 같은 약 6300만 킬로미터이다.
태양을 농구공 크기로 줄인다면, 북극성 Aa는 지름이 약 11미터인 공일 것이다.

북극성

북극성이 북쪽을 알려 주는 별인 것은 지구의 자전축이 북극성 가까이를 가리키기 때문이다. 자전축은 팽이처럼 천천히 흔들리며, 약 25,800년 주기로 한 바퀴를 도는데 이를 세차라고 한다. 그래서 북쪽을 알려 주는 별은 시간이 지나면서 바뀐다. 2,000년쯤 전에는 코카브(Kochab)와 페르카드(Pherkad)라는 다른 두 별이 그 역할을 했다.

동반성이 있는 별

북극성 Aa에는 가까운 동반성인 북극성 Ab가 있으며, 이 별은 약 30년마다 길쭉한 타원 궤도를 따라 북극성 Aa의 둘레를 돈다. 가장 가까울 때 두 별은 약 6.2천문단위 떨어져 있으며, 1천문단위는 평균 지구에서 태양까지의 거리이다. 이 궤도를 추적해, 2024년 연구는 북극성 Aa의 질량이 태양의 5.13배임을 알아냈다. 세 번째 별인 북극성 B는 하늘에서 18각초 떨어져 있다.

북극성 Aa는 다른 면에서도 특이하다. 맥동은 20세기의 상당 기간 동안 약해졌다가 2000년 무렵부터 다시 강해지기 시작했다. CHARA 측정으로 만든 이 별의 표면 영상에는 반점처럼 보이는 것들이 나타나며, 그중에는 크고 밝은 것도 있다. 다만 이런 특징 가운데 일부는 영상을 만든 방식의 결함일 수도 있다.