연구자들이 유럽남방천문대의 칠레에 위치한 초대형 망원경을 이용해 처음으로 '이중 폭발 초신성'의 사진 증거를 확보했습니다.
초신성이라 불리는 별의 폭발은 매우 격렬한 사건입니다.
일반적으로 태양 질량의 8배 이상 되는 별이 핵연료를 소진하고 중심부 붕괴를 겪으며 단일 강력한 폭발을 일으키는 경우가 많습니다.
하지만 더 희귀한 형태의 초신성은 '백색왜성'이라 불리는 별의 잔해에서 발생하는 이중 폭발을 포함합니다.
이번 연구에서는 태양과 비슷한 질량을 가진 백색왜성이 연속적인 두 번의 폭발로 완전히 파괴된 사례를 관찰했습니다. 이 백색왜성은 지구에서 약 16만 광년 떨어진 대마젤란운이라는 은하에 위치해 있으며, 황새치자리 방향에 있습니다.
광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리를 의미합니다.
이번에 촬영된 이미지는 폭발이 발생한 지 약 300년 후의 모습을 보여주며, 칼슘 원소로 이루어진 두 개의 동심원 껍질이 외부로 퍼져 나가는 장면을 담고 있습니다.
‘아무것도 남지 않았다’
호주 뉴사우스웨일스 대학교 캔버라 캠퍼스의 천체물리학 박사과정 학생이자 이번 연구의 주저자인 프리얌 다스는 “아무것도 남지 않았습니다. 백색왜성은 완전히 파괴되었습니다.”라고 말했습니다. 이 연구는 수요일에 학술지 '네이처 천문학'에 발표되었습니다.
공동 저자이자 호주국립대학교 방문 과학자인 천체물리학자 이보 자이텐찰은 “두 번의 폭발 사이의 시간 차이는 헬륨 폭발이 별의 한쪽 극에서 다른 쪽 극까지 이동하는 데 걸리는 시간에 의해 결정됩니다. 이는 약 2초에 불과합니다.”라고 설명했습니다.
연구진은 초대형 망원경의 다중 유닛 분광 탐지기를 사용해 초신성 폭발 후 남겨진 다양한 화학 원소의 분포를 지도화했습니다.
법의학적 천문학
이미지에서 파란색으로 보이는 칼슘은 첫 번째 폭발로 인해 형성된 바깥쪽 고리와 두 번째 폭발로 형성된 안쪽 고리를 나타냅니다.
이 두 개의 칼슘 껍질은 “이중 폭발 메커니즘의 완벽한 결정적 증거”라고 다스는 말했습니다.
그는 또한 “우리는 이것을 ‘법의학적 천문학’이라고 부를 수 있습니다. 제가 만든 용어인데, 별의 죽은 잔해를 연구하여 그 죽음을 초래한 원인을 이해하려는 것입니다.”라고 덧붙였습니다.
태양 질량의 8배까지 되는 별들은 백색왜성이 될 운명을 지닌 것으로 보입니다.
과학적 중요성 외에도 이번 이미지는 미학적 가치를 제공합니다.
“정말 아름답습니다.”라고 자이텐찰은 말했습니다. “우리는 별의 죽음 속에서 원소가 탄생하는 과정을 보고 있습니다.”
“빅뱅은 수소, 헬륨, 리튬만을 만들었습니다. 여기에서 우리는 칼슘, 황, 철이 어떻게 만들어지고 은하로 다시 퍼져 나가는지, 물질의 우주적 순환을 볼 수 있습니다.”라고 그는 덧붙였습니다.
