초신성 폭발 직후 빛으로 별의 죽음 수수께끼 밝혀낸다

천문硏 포함 국제공동연구팀, la형 초신성 폭발직후 빛 관측 성공
초신성 가장자리에 철 성분이 많아 폭발 직후 붉은색 관측

한국과학자들이 포함된 국제공동연구팀이 우주의 거리를 알려주는 표준광원이 되는 별의 폭발장면을 포착해 별의 죽음에 얽힌 비밀을 밝혀낼 수 있게 됐다.

한국천문연구원, 캐나다 토론토대, 미국 카네기연구소, 캘리포니아공과대(칼텍), 애리조나대, 캘리포니아주립대, 라스 쿰브레스 천문대, 미국항공우주청(NASA) 국제공동연구팀은 한국의 외계행성탐색시스템(KMNet)을 이용해 초신성 폭발 직후 1시간 내 빛을 포착해 la형 초신성이 어떻게 폭발하는지 보여주는 관측적 증거를 찾아냈다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 실렸다.

la형 초신성은 폭발시 최대 밝기가 일정해 우주 거리를 재는 표준광원으로 이용된다. 또 철(Fe)과 같은 무거운 원소의 기원과 별의 죽음을 연구하는데 필수적이다. 그러나 지금까지 la형 초신성이 어떤 과정을 통해 폭발하는지 밝혀지지 않았었다.


연구팀은 KMNet을 이용해 폭발 후 1시간 밖에 되지 않은 초신성 ‘SN 2018aoz’를 관측했다. 이 관측은 la형 초신성 관측사상 가장 이른 시기의 폭발광을 포착한 것이다. 폭발 직후 빛을 빨리 포착할수록 별의 크기와 별 내부 원소 측정이 용이하기 때문에 천문학자들은 초신성 폭발 직후 가장 빠른 빛 관측에 주력하고 있다. 2011년 SN 2011fe 초신성은 폭발 뒤 11시간 후, 2017년 SN 2017cbv는 폭발 뒤 7시간, 2019년 SN 2018oh는 폭발 후 3.6시간 만에 관측이 이뤄진 적이 있다.

이번 관측으로 초신성 폭발 후 1~12시간 사이 초신성의 색이 붉어진다는 것을 확인했으며 이는 철 성분이 초신성 가장자리에 많이 분포하기 때문이라고 연구팀은 설명했다. la형 초신성 폭발이 백색왜성의 바깥에 있는 헬륨 폭발로 시작하거나 폭발 물질들이 아주 급격한 혼합과정을 거친다는 설명이다.

국내 초신성탐사연구진을 이끌고 있는 김상철 천문연구원 광학천문본부장은 “이번 연구는 KMNet의 24시간 관측수행을 통해 la형 초신성에서 어떻게 폭발이 일어나는지 구체적으로 밝혀낸 첫 번? 연구”라며 “더 이른 시기의 초신성 관측과 다른 종류의 폭발을 일으키는 특이 초신성에 대한 연구도 추가로 진행할 것”이라고 설명했다.





유용하 기자