마우너 최소 상태의 HD 166620, 조용하지만 침묵은 아니다

초록

HD 166620은 명확히 마우너 최소(MM) 상태에 있는 유일한 K2 왜성이다. XMM‑Newton 관측을 통해 이 시기의 X‑ray 광도(log Lₓ=26.56)와 Lₓ/L₍bol₎(log = ‑6.58)를 측정했으며, 이는 이전 ROSAT 관측 대비 2.5배 감소한 수치다. 표면 X‑ray 플럭스는 log Fₓ=3.97으로, 현대 태양의 배경 코로나와 거의 일치한다. 10 pc 내 FGK 별 샘플과 비교했을 때 HD 166620은 모든 K 별보다 낮은 활동 수준을 보이며, 이는 약 45 일 회전주기와 12 Gyr의 고령에 기인한다. 결과는 마우너 최소 시기의 태양 활동이 현재 최소와 크게 차이나지 않았음을 시사한다.

상세 분석

본 연구는 마우너 최소와 유사한 크로모스피어 활동 상태에 있는 HD 166620을 대상으로, X‑ray 관측을 통해 그 코로나 활동을 정량화하였다. 먼저, 장기 S HK 지수 데이터를 120 일 간격으로 평균화하고, 두 개의 사이클 최대를 가우시안으로 피팅함으로써 사이클 주기(≈15.5 년)를 재확인하였다. 2025년 3월에 수행된 XMM‑Newton EPIC/pn 관측은 28.9 ks의 유효 노출시간 동안 87 ± 13 cts를 검출했으며, 두 온도 APEC 모델을 적용해 kT₁=0.109 keV(≈1.3 MK)와 작은 비중의 고온 성분을 도출하였다. 이 스펙트럼을 0.1–2.4 keV ROSAT 밴드에 통합하면 fₓ=2.45 × 10⁻¹⁴ erg cm⁻² s⁻¹가 얻어지고, Gaia DR3 거리(π=90.1234 mas)를 이용해 log Lₓ=26.56±0.11을 산출한다. Lₓ/L₍bol₎는 log = ‑6.58, 표면 플럭스는 log Fₓ=3.97으로, 이는 이전 ROSAT 관측(log Lₓ=26.96) 대비 약 2.5배 감소한 값이다.

다음으로, 10 pc 내 FGK 별 64개(실제 61개에 X‑ray 데이터) 샘플을 구축하고, 동일한 방법으로 Lₓ, Rₓ, Fₓ를 계산하였다. K 별 중 HD 166620은 가장 낮은 Rₓ와 Fₓ를 보이며, 이는 회전주기 45 일과 고령(≈12 Gyr)이라는 물리적 특성과 일치한다. 특히, 표면 플럭스는 태양의 배경 코로나(BKC)와 거의 동일하고, 태양의 코로나공동구(CH) 상한선 바로 위에 위치한다. 이는 HD 166620이 현재 마우너 최소 상태에서 큰 활발한 구조(코어 AR, CO 등)를 갖지 않으며, 오직 저온의 조용한 루프만이 존재한다는 것을 의미한다.

마지막으로, Rossby 수가 임계값(Ro≈2) 근처에 위치한다는 점을 강조한다. 이는 약한 극성장(weak dipole)과 연관된 약화된 자기제동(weakened magnetic braking) 단계와 일치한다. 따라서 마우너 최소 상태는 회전 감속이 급격히 감소하는 전이 단계와 연결될 가능성이 있다. 전체적으로, HD 166620은 현대 태양 최소와 거의 동일한 X‑ray 특성을 보이며, 역사적 마우너 최소 시기의 태양도 현재 최소 수준보다 크게 낮아지지 않았다는 중요한 증거를 제공한다.