인류가 본 가장 오래된 초신성 포착…130억 년 전 폭발 확인 [우주로 간다]

제임스웹, 초신성 GRB 250314A 포착

제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 지금까지 관측된 것 중 가장 오래된 초신성 빛을 포착했다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 최근 보도했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '천문학 및 천체물리학'에 실렸다.

네덜란드 라드바우드 대학교-영국 워릭 대학교 앤드류 레반 교수는 "지난 50년 간 관측된 감마선 폭발 중 우주 탄생 후 처음 10억 년 동안 일어난 사건은 극히 드물다”며 "이번 관측은 매우 희귀하고 흥미로운 사례"라고 밝혔다.

초신성 GRB 250314A의 초기 모습(왼쪽)와 3.5개월 후에 관측된 초신성을 상상한 이미지(출처= NASA, ESA, CSA, STScI, Leah Hustak(STScI) 제공)

다양한 관측 네트워크로 밝힌 초신성의 비밀

이번 연구는 지난 3월 프랑스와 중국이 공동 개발한 감마선 폭발 관측위성 SVOM이 심우주에서 감마선 폭발을 감지하면서 시작됐다. 약 90분 후 미국 항공우주국(NASA) 닐 게렐스 스위프트 천문대도 동일한 현상을 감지했다.

이후 카나리아 제도에 있는 노르딕 광학 망원경, 칠레에 있는 초대형 망원경(VLT)이 관측에 동참하면서 초신성의 정체가 하나씩 드러났다.

특히 VLT는 감마선 폭발 후광의 적색편이가 7.3에 달한다는 사실을 확인했다. 적색편이 값이 클수록 빛이 먼 과거에서 왔음을 의미하는데, 이는 우리가 130억 년 전 일어난 사건을 보고 있다는 강력한 증거다. 

연구진은 이 초신성의 실제 가시광선 빛은 감마선 폭발 후 약 3개월 반 뒤에 가장 밝게 보였을 것이라고 분석했다.

JWST가 포착한 “130억 년 전 별의 최후”

NASA 제임스웹 우주 망원경이 가장 오래된 초신성 폭발과 초신성의 모은하를 관측했다. (출처= NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan(라드바우드 대학) 제공)

이 분석을 바탕으로 레반은 7월 1일 JWST의 근적외선 카메라를 사용해 초신성 빛을 포착했다. 그는 “이 빛이 초신성에서 나온 것임을 직접 보여줄 수 있는 것은 웹 망원경뿐”이라며, “이 관측은 또 우주가 현재 나이의 5%에 불과했을 때 개별 별들을 웹 망원경으로 찾을 수 있다는 것을 보여준다”고 설명했다.

JWST는 초신성의 모항성계까지 포착했다. 연구진은 “웹 망원경의 관측 결과, 이 먼 은하는 같은 시대에 존재했던 다른 은하들과 유사한 특징을 보인다”고 설명했다.

이번 초신성은 지금까지 관측된 것 중 가장 먼 거리에서 폭발한 사례이자, 우주 탄생 후 첫 10억 년 안에 발생한 극히 드문 감마선 폭발 중 하나다. 이전까지 가장 오래된 초신성은 빅뱅 18억 년 후에 발생한 것으로 알려져 있었지만, 이번에 적색편이 7.3을 기록한 GRB 250314A는 이 기록을 크게 뛰어넘었다.