"뼈만 남았다"…새로운 유형의 초신성 발견 [우주로 간다]
지구에서 22억 광년 떨어진 곳에서 산소·헬륨 등으로 이루어진 외부 층들이 사라지고 내부 층만 남아있는 초신성이 처음으로 발견됐다고 우주과학매체 스페이스닷컴이 21일(현지시간) 보도했다. 미국 노스웨스턴대학 스티브 츌츠 박사가 이끄는 국제 연구진은 초신성 SN 2021yfj가 수소 층, 헬륨 층, 산소 층을 양파 껍질처럼 순차적으로 노출하다가 최종적으로 죽음을 맞이하는 현상을 관측했다. 이번 연구는 국제학술지 네이처에 실렸다. 하지만, 이 초신성은 다른 별과 달리 폭발 직전 외부 층은 대부분 사라지고 핵만 남아 있었다. 그 과정에서 규소, 황, 아르곤 같은 더 깊은 내부 물질까지 노출된 상태였다. 별이 죽기 직전 외부 층이 양파처럼 벗겨지며 맨 안쪽에 있는 무거운 원자들이 섞여 있는 모습을 과학자들이 관측한 것은 이번이 처음이다. 노스웨스턴대학 스티브 슐츠 박사는 "뼈만 남은 별을 본 것은 이번이 처음"이라며, "이번 연구는 별의 구조를 보여주고, 별이 폭발하기 전에 많은 물질을 잃을 수 있다는 것을 보여준다. 별은 가장 바깥 층을 잃을 뿐만 아니라, 맨 아래까지 완전히 벗겨진 상태에서도 아주 먼 거리에서도 관측 가능한 눈부신 폭발을 일으킬 수 있다"고 밝혔다. 이 초신성은 그 동안 우리가 알고 있는 별의 생애와 죽음, 별 구조에 대한 모델을 설명하지만, 모든 별이 폭발해 장렬하게 생을 마감하는 과정을 완벽하게 설명하지는 못할 수도 있음을 시사한다고 외신들은 전했다. 노스웨스턴 대학교 연구원 아담 밀러는 "이 현상은 말 그대로 누구도 전에 본 적 없는 모습"이라며, "너무 이상해서 어쩌면 우리가 정확한 천체를 관측하지 못했을지도 모른다고 생각할 정도였다. 이 별은 별의 진화에 대한 우리의 생각과 이론이 너무 편협하다는 것을 말해준다"고 밝혔다. 거대한 별들은 핵융합으로 점점 더 무거운 원소들을 생성하는데, 핵에 가까울수록 더 높은 압력과 열로 인해 생성되는 원소가 더 크고 무거워진다. 기존 이론은 별이 바깥쪽부터 가벼운 원소가 양파 같은 구조를 이루고, 안쪽에 자리 잡은 핵이 붕괴하면 초신성 폭발을 일으켜 바깥쪽 외층부터 붕괴하면서 블랙홀이 된다고 설명한다. 초신성 폭발이 일어나면 층들이 모두 섞여 이런 층을 관측하기는 어려웠다. 하지만 바깥쪽 층들이 어떻게 사라졌는지, 바깥쪽에 있던 가장 가벼운 원소 헬륨이 폭발 직전 마지막 층에서 발견된 점 등은 아직 의문으로 남아있다. 이에 동반성(companion star)과의 상호작용, 거대한 초신성 전 단계 폭발, 비정상적으로 강한 항성풍 등이 그 원인일 수 있다고 연구진은 설명했다. 초신성은 일반적으로 수소를 포함하지 않는 1형과 수소를 포함하는 2형, 두 가지로 분류되는데, 연구진은 이런 특성을 반영해 SN 2021yfj를 새로운 '유형 1en'로 분류했다. 연구진은 향후 칠레 베라 C. 루빈 천문대와 같은 망원경을 사용해 더 많은 1en형 초신성을 발견할 수 있을 것으로 기대했다.
