거대 별, 초신성 폭발없이도 블랙홀 된다?

천문학자들은 그 동안 거대 질량의 별이 블랙홀로 사라지기 전에는 꼭 초신성 폭발을 단계를 거친다고 여겨왔다. 하지만, 그 동안의 믿음이 잘못된 것일 수 도 있다는 연구결과가 나왔다.

미국 IT매체 엔가젯은 28일(현지시간) 지구에서 2,200만 광년 거리에 떨어져 있는 N6946-BH1이 초신성 폭발 없이 바로 블랙홀로 진행하는 것을 발견했다고 미 항공우주국(NASA)의 자료를 인용해 보도했다.

미국 오하이오 주립 대학의 천문학 교수 크리스토퍼 코샤넥(Christopher Kochanek)이 이끄는 연구진은 2009년부터 지구에서 2,200만 광년 떨어져 있는 NGC 6946 은하를 계속 관찰해왔다.

N6946-BH1 별이 초신성 폭발 없이 바로 블랙홀로 진행하는 현상이 발견됐다.(사진=NASA, ESA, 크리스토퍼 코샤넥(OSU))

이 은하에 있는 N6946-BH1은 태양 질량의 25배 정도 되는 거대 질량의 별로, 초신성 폭발을 앞두고 있었다. 하지만 별의 밝기가 점차 줄어들더니 2015년에는 아예 잘 보이지 않게 어두워졌고 사라져 버려 연구진은 이 별이 초신성 폭발 단계를 거치지 않고 바로 블랙홀이 되었다고 결론 지었다.

연구진은 이 별의 관찰을 위해 거대 쌍안 망원경(LBT)과 NASA의 허블 우주망원경, 스피자(Spitzer) 우주 망원경을 동원해 이 현상을 발견했다.

"N6946-BH1은 우리가 조사해 온 7 년 간 유일하게 발견한 초신성 폭발에 실패한 별이다. 우리가 관찰하는 동안 해당 은하 안에서 6개의 정상적인 초신성 폭발이 발생했다”고 크리스토퍼 코샤넥 교수는 말했다. 그는 거대 질량의 별 가운데 10~30% 가량이 초신성 단계를 거치지 않고 사라질 가능성이 있다고 밝혔다.

N6946-BH1별의 진화과정 (사진=NASA,ESA)

연구진은 초거성의 마지막 단계에서 강력한 항성풍을 만나 주변의 가스를 잃게 되면, 초신성 폭발을 할 수 없게 되지만 남아있는 핵연료로 블랙홀이 될 수 있다고 밝혔다.

이 현상이 확실하다면, 앞으로도 거대 질량의 별이 초신성 폭발 없이 블랙홀이 되는 모습을 볼 수 있을 것으로 보인다. 만약 이 현상이 반복된다면 무거운 별이 초신성 단계를 거쳐 블랙홀이 된다는 이론은 수정이 필요할 것으로 보인다.