갑자기 사라진 커다란 별…어떤 일이 있었나

“거대한 별이 흔적도 없이 사라져 버렸다.”

아일랜드 트리니티대학 연구진이 지구와 멀리 떨어져 있는 왜소은하인 킨먼(Kinman) 은하에서 밝게 빛나던 거대한 별이 사라진 것을 발견했다고 포브스 등 주요 외신들이 최근 보도했다.

지구와 멀리 떨어져 있는 킨먼 왜소은하에서 밝게 빛나던 항성이 감쪽같이 사라졌다. (사진=ESO)

2001년 천문학자들은 지구에서 약 7500만 광년 떨어져 있는 킨먼 은하에서 큰 폭의 밝기 변화를 보이는 초거성을 하나 발견했다. 이 별은 밝은 청색변광성(Luminous blue variable, LBV)이라고 불리는데, 이는 큰 폭의 밝기 변화를 보이는 초거성(Supergiant) 또는 극대거성(Hypergiant)을 뜻한다.

킨먼 은하는 지구와 너무 멀리 떨어져 관측이 힘들지만, 이 별은 지구에서도 볼 수 있을 정도로 밝게 빛났다. 연구진들은 2001년부터 2011년까지 연구를 통해 이 별이 항성 진화단계의 후반기에 있으며, 이후 초신성으로 폭발해 사라질 것이라고 예측한 바있다. (▶영상 보기)

허블 우주망원경으로 촬영한 킨먼 은하의 모습 (사진=NASA/ESA/허블우주망원경)

이후 2019년 연구진은 유럽남방천문대(ESO)의 에스프레소(ESPRESSO) 분광기와 X-슈터라는 장비를 통해 이 별을 다시 관측했고, 이후 이 별이 감쪽같이 사라진 것을 확인했다.

아일랜드 트리니티대학의 박사과정 대학원생 앤드루 앨런은 “이처럼 거대한 별이 초신성 폭발을 일으키지 않고 사라지는 것은 매우 드문 일”이라고 밝혔다.

이 별은 어떻게 흔적도 없이 사라지게 됐을까? 연구진들은 별이 사라진 데 대해 몇 가지 가능성을 제시했다.

첫 번째는 이 별을 관측했을 당시가 초신성 폭발 단계였을 수 있다는 것이다. 이후 별은 질량이 줄어들면서 아주 작아졌거나 먼지 속에 가려졌을 것이라는 예측이다.

두 번째 가능성은 이 별이 초신성 폭발 과정을 거치지 않고 곧바로 블랙홀이 되었다는 가설이다. 대개 대형 항성은 생을 마감하기 전 초신성 폭발을 거친 후 붕괴되며 이 중 일부는 블랙홀이 된다.

밝은 청색변광성(LBV)과 같은 거대 항성이 갑자기 사라지는 현상은 지금까지 거의 알려져 있지 않는 일로 매우 희귀한 케이스라고 외신들은 전했다. 이번 연구 결과는 최근 '왕립 천문학회 월보'(MNRAS)에 발표됐다.

연구팀은 이 별의 운명을 보다 자세히 확인하기 위해서는 추가 연구가 필요하다며, 2025년 ESO의 극대망원경(ELT)이 가동되면 이 별에 대한 비밀을 풀 수 있게 될 것이라고 밝혔다.