광도계급 (Luminosity Class)
쉽게 풀면
같은 온도의 별이라도 크기와 밝기가 다를 수 있어서, 이를 초거성부터 주계열성까지 로마숫자로 나눈 분류입니다. 로마 숫자 I부터 V까지로 표시되며, I은 초거성, V는 우리 태양처럼 보통의 주계열성을 가리켜요. 태양은 스펙트럼형 G2에 광도계급 V를 붙여 'G2V'로 표기되는, 지극히 평범한 주계열성이에요. 베텔게우스처럼 매우 부풀어 오른 별에는 초거성을 뜻하는 Ia나 Ib 같은 등급이 붙어요. 왜성이라는 이름이 붙어도 실제로 매우 작다는 뜻이 아니라, 단지 거성보다 상대적으로 작고 어둡다는 뜻으로 쓰이는 용어예요.
왜 중요한가
광도계급은 같은 분광형 안에서 거성과 왜성을 구분하여 절대등급을 결정하게 하므로, 분광 시차와 항성 진화 단계 판정에서 분광형 못지않게 중요합니다. 외계행성 탐색에서 모항성이 왜성인지 거성인지에 따라 통과 깊이로 추정하는 행성 반지름이 수 배 달라지므로, 표적 선정 단계에서 광도계급을 확인하는 것이 필수입니다. 광도계급은 스펙트럼 흡수선의 폭(별의 표면 중력에 따른 압력 확장 효과)으로 판정되며, 같은 스펙트럼형이라도 거성(계급 III)은 왜성(계급 V)보다 흡수선이 더 좁게 나타납니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
동일하게 B형 스펙트럼을 가진 별이라도 광도계급 표기를 통해 초거성처럼 매우 밝고 큰 별임을 구분할 수 있음을 보여준다.
같은 스펙트럼형이라도 광도계급 표기를 통해 그 별이 주계열성인지 거성인지를 구분할 수 있음을 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
광도계급은 표면 중력에 민감한 흡수선의 폭이나 세기 비로 결정하는 것이지 광도를 직접 재는 것이 아니며, 압력 넓어짐이 작은 거성의 선이 좁다는 원리에 기반합니다. 계급 표기(Ia, Ib, II, III, IV, V)는 등간격 광도 눈금이 아니고 분광형에 따라 각 계급의 절대등급이 크게 달라져, 예컨대 M형 III 거성과 O형 V 왜성은 같은 절대등급을 가질 수 있습니다. 준거성(IV)과 주계열(V)의 경계는 특히 모호하여 진화 단계 판정에는 시차 기반 절대등급을 병행하는 것이 안전합니다.
주의할 점
광도계급은 항성의 절대적 나이가 아니라 현재의 반지름과 광도 상태를 반영하므로, 같은 별이라도 진화하면서 광도계급이 바뀔 수 있다.