d라이브러리

새로운 종류의 초신성이 발견됐다. 초신성 폭발은 별이 거대한 폭발을 일으켜 갑자기 밝아졌다가 점차 어두워지는 현상인데, 이 폭발에 관여한 별이 초신성이다.

이스라엘 바이츠만연구소, 캐나다 토론토대, 미국 버클리 캘리포니아대 등이 참여한 국제공동연구팀이 5년 전 외부은하 NGC1032에서 발견된 초신성 ‘SN2005E’가 새로운 종류임을 알아냈다고 ‘네이처’ 5월 20일자에 발표했다.

2005년 버클리 캘리포니아대의 ‘카츠만 자동촬영망원경(KAIT)’에 의해 발견된 이 초신성은 지구에서 고래자리 방향으로 1억 1000만 광년 떨어져 있는 외부은하 NGC1032의 외곽에 위치한다. SN2005E는 다른 초신성에 비해 밝기가 어둡고 빠르게 어두워져 그동안 폭발 원인에 대한 궁금증을 불러일으켜 왔다. 이번 연구에는 서울대 천문학과 출신인 캐나다 토론토대 천문학 및 천체물리학과 문대식 교수가 참여했다.

초신성 폭발은 그동안 천문학자들이 크게 2가지 방법으로 설명해 왔다. 하나는 아주 무거운 별의 폭발이고, 다른 하나는 탄소나 산소가 많은 백색왜성의 표면에서 일어나는 폭발이었다. 태양 질량보다 8배 이상 무거운 별은 중심부의 핵연료를 다 태우고 중심부가 붕괴하며 최후를 맞을 때 맨 바깥층을 우주공간으로 날려버리며 초신성 폭발을 일으킨다. 이 초신성 폭발 때는 태양 질량의 수 배에 달하는 물질을 내뿜으며 중심부에는 중성자별이나 블랙홀이 탄생한다.

한편 두 별이 서로 공전하는 쌍성에서 하나의 별이 탄소나 산소가 풍부한 백색왜성이 될 때는, 다른 한 별에서 물질이 유입돼 이 백색왜성이 불안정해지면서 표면에서 열핵(핵융합반응) 폭발을 일으킨다. 이 초신성 폭발은 상대적으로 약하다.

연구팀에 따르면, 초신성 SN2005E는 쌍성에 속한 백색왜성이 동반성(짝별)에서 헬륨을 빼앗아 표면에서 열핵 폭발을 일으켰다. 즉 헬륨이 많은 백색왜성의 표면이 폭발한 셈이다. 이런 식의 초신성 폭발은 그동안의 이론으로 설명하지 못하는 새로운 종류라는 뜻이다.

문 교수는 “이런 해석은 초신성 SN2005E에서 칼슘과 티타늄이 많이 발견된다는 사실에 근거한 것”이라며 “두 물질은 초신성 폭발 때 헬륨이 관여하는 핵융합반응에서 생성된 것”이라고 말했다.연구팀은 초신성 SN2005E 폭발 때 주변으로 흩어진 물질 중 절반이 칼슘이라며, 이런 초신성이 100년마다 두어 개씩 폭발한다면 이는 우리은하 같은 은하에 칼슘이 많은 현상을 설명하기에 충분하다고 설명했다. 칼슘은 지구에 사는 인간을 비롯한 생명체에 많은 성분이다.