수명이 다한 별은, 격렬한 폭발을 일으키고 그 일생을 마감한다. 이번에 거대한 항성, 적색 초거성이 초신성 폭발을 일으키는 모습을 실시간으로 촬영하는 데 성공했다고 한다.
국제적인 연구그룹은, 하와이섬 할레아카라 산 정상에 있는 WM 퀘크 천문대에서, 적색 초거성이 대폭발을 일으킬 때까지의 마지막 130일을 관측했다. 그 성과를 "The Astrophysical of Journal"에서 발표.
별의 진화의 최종 프로세스를 첫관측 할 수 있었던 것도 큰 성과이지만, 이 폭발은 지금까지의 상식을 뒤집는 것이기도 했으며, 격렬하게 가스를 내뿜는 등 폭발 전 활동이 의외일 정도로 활발했던 것이다.
◆ 1억 2000만 광년의 저편에서 마지막을 맞은 별
"거대한 별의 죽음의 직전에 대해 이해가 깊어지는 획기적인 성과입니다"라고, 주 집필자 윈 제이콥슨 갈란 씨(캘리포니아 대 버클리교)는 언급.
마지막 순간이 관찰된 적색 초거성은 지구로부터 1억 2000만 광년 떨어진 은하 NGC 5731에 있었다.
적색 초거성이란, 지름이 태양의 수백 배에서 천 배 이상이고, 밝기는 태양의 수천 배 이상, 전체 에너지 복사는 태양의 3만 배 이상되는 항성을 말한다. 이번에 관측된 것은 그 질량이 태양의 10배 정도였다.
2020년 여름, W.M 퀘크 천문대의 팡스타즈 망원경이, 그 적색 초거성으로부터 방출되는 방대한 빛을 검출. 그로부터 수개월 후인 가을, 마침내 밤하늘을 비추는 초신성이 목격되었다.
이 초신성은 "SN 2020tlf"로 명명되었다. 격렬한 폭발에 의해서 쏘아진 최초의 빛도 다시 포착되었으며, 그 데이터에서는, 별을 둘러싸고 있던 밀도 높은 "성주 물질"은, 여름에 분출이 관측된 가스와 같은 것일 것이라고 밝혀지고 있다.
◆ 지금까지의 별의 마지막 순간의 상식이 뒤바뀌는
이번 성과는, 적색 초거성이 마지막 가는 과정을 거치는 상식을 뒤엎는 것이다. 지금까지 생각했을 때 폭발 전의 적색 초거성은 비교적 온화한 것으로 알려져 왔다.
그런데 SN 2020tlf의 경우, 격렬한 가스의 분출이나 발광이 확인되고 있다. 적어도 일부 적색 초거성에서는 폭발 전에 내부 구조에 큰 변화가 일어나고, 그로 인해 격렬하게 가스가 분출되는 것이 확인된 것이다.
"째깍째깍 움직이는 시한폭탄을 보는 것입니다. 붕괴하여 타오르기 전에 먼저 발광하는 죽기 직전의 적색 초거성이 이런 격렬한 활동을 하는 등, 처음 확인됐다"고 라파엘라 말구틴 준교수(버클리 캘리포니아대)는 말한다.
◆ 죽어가는 별에서는 무슨 일이 일어날까?
별은 진화의 마지막 몇 달정도에는 어떻게 행동할까? 이번 같은 성과는, 이러한 수수께끼의 이해에 극적인 영향을 미칠 가능성이 있다는 것.
"거대한 별이 마지막 순간을 어떻게 보낼까? 이 수수께끼의 해명을 위해서 관측자와 이론가를 단결시키는 것이겠지요"라고 제이콥슨 씨는 말하고 있다.
