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태양보다 질량이 수십 배 이상 큰 별은 생을 마감할 때 강한 초신성 폭발을 일으킨다.

국내 연구팀이 초신성 폭발로 생긴 강력한 빛이 우주에 떠다니는 입자를 풍차처럼 회전시키며, 이를 통해 새로운 별의 자양분이 될 매우 고운 먼지를 생성한다는 사실을 알아냈다. 

티엠 황 한국천문연구원 이론천문연구센터 선임연구원이 이끄는 연구팀은 초신성 폭발이나 블랙홀 강착원반 근처에서 나오는 강력한 빛 에너지가 매우 고운 우주먼지를 형성하는 과정을 확인해 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 5월 6일자에 발표했다. 이런 식으로 우주먼지가 생성되는 과정은 이번에 처음 확인됐다.

우주먼지는 별이 수명을 다해 죽으면서 생기는 잔해 중 하나다. 초신성이 폭발하며 강한 빛을 내면 이들 근처에 있는 우주먼지가 마치 바람개비처럼 초당 10억 바퀴를 도는 속도로 회전한다. 

이때 원심력이 최대 인장 강도보다 강해지면 먼지가 매우 잘게 부서져 고운 우주먼지가 된다. 연구팀은 이 현상을 ‘복사 회전에 의한 먼지 파괴(Radiative Torque Disruption)’라고 명명했다. 

연구팀은 이 현상이 초신성 근처의 수 광년 범위에 걸쳐 발생하며, 매우 무거운 별이 1000개 이상 뭉쳐 있는 지역에서는 최대 수십 광년까지 넓은 영역에서 먼지가 생성되는 것으로 분석했다. 

황 선임연구원은 “이번에 발견된 현상으로 초신성 주변 수십nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 작은 우주먼지 알갱이의 생성 비밀을 풀 수 있었다”며 “이번 연구는 우주의 나이를 측정하는 등 다양한 천체 연구에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. doi: 10.1038/s41550-019-0763-6