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대낮에도 맨눈으로 목격될 정도로 밝은 ‘초신성폭발’은 별이 수명을 다할 때 일어나는 현상이다. 그러나 드물게 목격되기 때문에 어떤 과정으로 진행되는지는 알려지지 않았다. 미국 애리조나대 W. 데이비드 아네트 교수 연구팀은 초신성 폭발 과정에 대한 새로운 이론을 제시해 미국물리학협회에서 발간하는 응용물리과학 학술지인 ‘AIP 어드밴시스(AIP Advances)’ 온라인판 3월 18일자에 발표했다.

오랜 시간 핵융합을 통해 빛과 열을 내놓던 별의 내부에는 철과 규소 같은 무거운 원소가 중심부에서 핵을 이룬다. 외곽에는 탄소나 헬륨, 산소 같은 상대적으로 가벼운 물질이 분포한다. 무거운 핵은 외부 물질을 강력하게 끌어당긴다. 이때 압력이 증가하는데, 이 과정에서 중성미자가 발생해 별 밖으로 튕겨나고, 별 외곽 물질에 있던 에너지가 중성미자와 함께 별 밖으로 배출된다. 에너지를 잃은 외곽 물질은 중력을 이기지 못하고 중심부로 끌려가면서 별을 수축시킨다. 그런데, 중심부의 무거운 원소가 어떻게 별밖으로 튀어나가는지 알 수 없었다.

아네트 교수팀은 1987년 폭발한 초신성 ‘1987A’의 밝기와 당시 배출된 방사선 자료를 슈퍼컴퓨터로 다시 분석했다. 그 결과 폭발에 다다른 별내부가 중심부 핵과 외곽 물질로 나뉘어있긴 하지만 그 경계가 모호하게 뒤섞이고 있다는 것을 발견했다. 내부에서 뒤섞인 뒤 별 밖으로 배출되기 때문에 중심부의 무거운 물질이 별 밖으로 튕겨나갈 수 있었던 것이다.