초저온 왜성

초저온 왜성(Ultra-cool dwarf)은 유효온도가 2,700 K (2,430 °C; 4,400 °F) 이하인 M형 주계열성에 속하는 항성 또는 갈색왜성이다.^[1] TRAPPIST-1이 대표적인 초저온 왜성 중 하나이다.^[1]

초저온 왜성의 개념은 1997년 데이비 커크패트릭, 토드 헨리, 마이클 어윈이 소개했다. 현재 이 개념은 분광형 M7 아래 차갑고 질량이 매우 작은 M형 왜성부터 분광형 T6.5 정도 차가운 갈색왜성까지를 포함한다. 태양 인근 천체들 중 약 15%가 이 초저온 왜성인 것으로 보인다.^[2]

행성 탄생 모형에 따르면 초저온 왜성 주위에 생겨나는 원시 행성계 원반은 질량과 반경이 작아 이런 왜성들은 슈퍼지구나 목성급 행성보다는 지구에서 수성 정도 질량의 행성을 보다 흔하게 거느리고 있을 것이다. 트라피스트-1 계에서 지구 정도 질량 행성 일곱 개가 발견되어 위 강착 모형은 입증된 것으로 보인다.^[3]

질량이 작은 다른 분광형 항성에 비해서도 초저온 왜성들의 수소 핵융합 속도는 더 느리기 때문에 수명은 수천억 년은 될 것이며 이들 중 질량이 가장 작은 부류의 수명은 수조 년에 이를 것이다. 우주의 나이는 138억 년에 불과하기 때문에 초저온 왜성은 모두가 상대적으로 젊다고 볼 수 있다. 여러 모형에 따르면 이 항성들 중 제일 작은 부류는 적색거성으로 부풀어오르는 대신 청색왜성으로 진화할 것이라 한다.^[4]

2001년 초저온 왜성 LP 944-20에서 전파 방출의 폭발이 감지된 후 여러 천체물리학자들은 아레시보 천문대와 VLA에서 전파를 방출하는 천체들을 추가로 찾아내는 프로그램을 가동했다. 지금까지 상기 전파 망원경을 이용하여 초저온 왜성 수백 개를 찾아냈으며 그 중 십여 개 이상이 전파를 방출하고 있었다.^[5] 연구 결과 초저온 왜성들 중 약 5~10%가 전파를 방출하는 것으로 보인다. 그 중에서도 특이한 발견 사례로는 2MASS J10475385+2124234가 있는데 이 왜성의 유효 온도는 800~900 K으로 지금까지 발견한 전파 발산 갈색왜성들 중 가장 차가운 천체이다. 이 갈색왜성의 분광형은 T6.5에 1.7 kG 이상 위력의 자기장을 지니고 있는데 이 수치는 지구 자기장보다 3000배 강한 값이다.^[6]