"초신성 폭발의 비밀 풀었다" 발칵

허블망원경이 초신성 형성의 비밀을 풀었다.

미국의 과학자들이 허블우주천문대의 관측데이터를 통해 우주에서 가장 밝게 빛나며 폭발하는 별인 초신성(Super Nova ·슈퍼노바)은 두개의 백색왜성이 서로 안쪽을 향해 돌다가 근접해 폭발하면서 발생하는 것임을 밝혀냈다.

美항공우주국(NASA·나사)는 12일(현지시간) 허블우주망원경 관측데이터를 토대로 오랫동안 신비에 싸여있던 초신성의 발생원인(progenitor ·프로제니터)의 하나를 규명됐다고 발표했다.

■두개의 백색왜성이 부딪쳐서 폭발하면서 발생

발표에 따르면 브래들리 샤퍼 루이지애나 교수팀은 허블망원경의 관측데이터를 토대로 초신성의 폭발을 일으키는 최상의 설명인 “두개의 백색왜성이 그 안에서 부딪치는 ‘이중 소멸모델(double degenerate model)’을 공개했다.

나사는 12일 이 결과를 이날 텍사스오스틴에서 열린 미우주학회에서 발표했다. 이 내용은 12일자 네이처지에 실릴 예정이다. 지금까지 이론적으로 초신성의 폭발은 별이 백색 왜성군에 의해 흘러나오는 물질에 따라 발생하는 우주에서 가장 강력한 폭발 중 하나라는 의견이 지배적이었다. 백색왜성은 일반별의 잔해로서 높은 밀도를 유지하는 작은 별이다.

그러나 브래들리 샤퍼와 애슐리 파크노타 루이지애나대 연구팀은 허블망원경이 촬영한 거대마젤란 성운에 있는 4개의 초신성 잔해의 중심에 있는 미약한 사멸된 동반별들(ex-companion stars)을 관찰한 결과 이같은 새로운 초신성 탄생의 비밀을 밝혀냈다.

우주과학자들은 지금까지 초신성 폭발의 원인으로 동반별들을 제시해 왔다. 하지만 지구로부터 17만광년 떨어진 마젤란성운에 있는 1a급 초신성에서는 별의 잔해(SNR0509-67.5)를 만들어 냈다는 사실 외에 어떤 동반별의 흔적도 발견하지 못했다. 이는 허블망원경의 관측 데이터분석결과다.

따라서 브래들리 샤퍼 교수는 이번 발견을 통해 지금까지의 가장 일반적인 1a초신성 형성 이론과는 다른 새로운 초신성 형성의 비밀을 밝혀낸 것이다.

■동반별에 의한 초신성 발생 이론보다 뒤집어

지난 40여년 동안 우주물리학자에게 1a형태의 초신성 발생원인은 핵심 의문 중 하나였다.

이러한 의문은 1a형태의 초신성이 팽창되는 우주를 측정하는 주요수단이 되면서 더욱더 특별한 중요성을 띠게 됐다. 1a 형태의 초신성은 엄청난 에너지를 방출하는데 여기서 나오는 빛은 때로 전체은하계 별들보다도 더 밝게 빛난다따라서 과학자들은 그동안 백생왜성의 질량을 극한까지 몰고가 이러한 형태의 폭발을 일으키게 하는 별의 시스템이 무엇인지를 알아내고자 노력해 왔다.

많은 가능성이 제시됐지만 초신성 형성과 관련한 대부분의 기존 이론은 백생왜성 폭발 전후에 그 근처에 동반별들(companion stars)이 있어야 한다는 것이었다.

이에따라 그동안 과학자들 간에는 오래된 초신성 잔해의 중심을 자세히 살펴보기 위한 다양한 프로제니터(초신성 발생원인)모델 구별법들을 제시해 왔다.

지금까지 공식적으로 별의 폭발과 관련해 기록된 관측결과는 없다. 그러나 미 볼티모어시 소재 우주망원경과학연구소(STSI)의 우주과학자들은 별들 사이의 먼지에서 반사된 초신성의 빛이 지구까지 도달하는 시간을 400년이나 지연시킨다는 사실을 알아냈다.

■빛의 메아리를 측정해 초신성 밝혔다

초신성 폭발시 발생하는 ‘빛의 메아리'로 불리는 이 시간지연은 우주과학자들에게 폭발로부터 오는 빛의 스펙트럼 신호를 측정할 수 있게 해 주었다. 우주과학자들은 색신호를 통해 이것이 1a 형태의 초신성이라는 것을 추론해 낼 수 있었다.