제임스 웹, 114억 년 전 폭발한 ‘거대 초신성’ 관측 [우주로 간다]

초신성 AT 2023adsv, 크기 태양의 최대 20배

제임스 웹(JWST) 우주망원경이 지금까지 관측된 것 중 가장 오래된 초신성 중 하나를 관측했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 15일(현지시간) 보도했다.

이번에 관측된 초신성은 ‘AT 2023adsv’로 지금으로부터 약 114억 년 전 초기 은하에서 폭발한 것으로 추정된다.

초기 우주에서 초신성 폭발을 하는 거대한 별의 일러스트(왼쪽)와 2022년, 2023년에 JWST가 관측한 초신성 2023adsv의 모습 (출처=Robert Lea/NASA, ESA, CSA, STScI, JADES 협업)

JWST를 이용한 우주관측 프로그램 ‘JADES’의 팀원이자 미 우주망원경과학연구소(STScI) 연구원 데이비드 콜더는 지난 13일 미국 천문학회(AAS) 245차 회의에 참석해 "최초의 별은 오늘날의 별과 상당히 달랐다. 거대하고 뜨거웠으며, 거대한 폭발을 일으켰다”며 연구 결과를 공개했다. 해당 연구 결과는 논문 사전 공개 사이트 ‘아카이브’(arXiv)에 발표됐다.

연구진은 초신성 AT 2023adsv의 화학적 구성을 분석해 해당 초신성이 우주 초기 초신성 중 하나라는 것을 밝혀냈다. 초기 우주는 가장 가볍고 단순한 원소인 수소가 대부분을 차지했고 가벼운 헬륨도 약간 있었기 때문에, 당시 별에는 금속 함량이 부족하고 수명이 짧았으며 폭발 또한 강력했을 것으로 보인다.

JADES 연구진은 NASA JWST의 관측 결과를 활용해 초신성 폭발의 위치를 찾아냈다. (이미지 출처: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES 협업)

데이비드 콜더는 “이 초신성이 오늘날 우리 태양이 살고 있는 환경과는 상당히 다른 환경에서 발생했을 것”이라며, “2023adsv는 거대한 별이었던 것으로 보이며, 아마도 우리 태양의 최대 20배에 달했을 것”이라고 설명했다.

또 초기 우주의 금속 함량이 부족한 환경에서 발생해 현대 우주에서 관찰되는 평균 초신성보다 약 2배 강한 에너지로 폭발했다고 덧붙였다.

미 항공우주국(NASA)은 차세대 우주 망원경 낸시 그레이스 로마 우주 망원경을 2026년 발사해 가장 초기의 가장 먼 우주 폭발을 찾는 데 도움을 줄 예정이다.

현재까지 JADES는 80개가 넘는 고대 초신성을 발견했다. "먼 초신성 폭발을 연구하는 것은 이 초기 은하와 개별 항성들을 탐험하는 유일한 방법”이라며, "엄청난 탐지 횟수와 초신성까지의 먼 거리는 이번 조사에서 얻은 가장 흥미로운 결과”라고 팀원이자 애리조나 대학 연구원 크리스타 드커시(Christa DeCoursey)는 성명에서 밝혔다.