고속 가속 다이아마그네틱 플라스모이드가 만든 OB 별 풍선 X선 발생 메커니즘

초록

이 논문은 OB 초거성의 바람에서 관측된 X선 온도 분포가 별에 가까울수록 높고 바깥으로 갈수록 감소한다는 사실을 설명하기 위해, 표면에서 방출된 다이아마그네틱 플라스모이드가 외부 자기장에 의해 급가속되어 바람을 가로지르며 형성되는 활강충격(bow shock)에서 X선을 발생시킨다는 새로운 모델을 제시한다. 모델의 자유 매개변수인 초기 플라스모이드 알프벤 속도, 외부 플라스마 베타, 자기장 발산 지수 S를 관측 데이터에 맞추어 추정한 결과, 알프벤 속도는 별의 말단 풍속의 약 0.6배로 제한되며, 외부 베타는 02, S는 23 사이에 위치한다는 결론을 얻었다.

상세 분석

본 연구는 기존의 라디에이션‑구동 라인‑드리븐 충격 모델이 설명하지 못하는 ‘별 근처 고온 X선’ 현상을 해결하기 위해, 태양 플라스마 물리학에서 잘 알려진 다이아마그네틱 플라스모이드(ejection) 메커니즘을 OB 별에 적용하였다. Cargill & Pneuman(1984)의 이론을 기반으로, 플라스모이드는 βₚ₀≪1인 자기‑지배 상태에서 생성되며, 외부 자기장이 r⁻ˢ 형태로 급격히 약해지는 환경에 놓여 있을 때 자기 모멘텀 전달에 의해 급가속된다. 플라스모이드의 속도 Vₚ(r)는 초기 알프벤 속도 V_A₀와 외부 베타 βₑ(r), 발산 지수 S, 그리고 유효 탈출 속도 V_es에 의해 결정되는 식 (2)로 기술된다. 여기서 γ(r)≈