쑤팡(蘇方) 번역
【정견망】
1987년 이래로 관측된 초신성 중 지구에서 가장 가까운 항성 폭발을 조만간 쌍안경으로 볼 수 있을지도 모른다.
지난 2014년 1월 21일, 천문학자들은 한 초신성이 폭발하며 발생한 빛이 지구에 도달한 것을 관측했다. 이 초신성은 지구에서 약 1,140만 광년 떨어진 인근 M82 은하에서 발생했으며, 이는 지구에서 가장 가깝고 밝은 초신성 중 하나다. 참고로 1987년에 관측되었던 초신성의 거리는 16만 8,000광년이었다. 천문학자들은 이번에 발견된 최신 초신성이 ‘Ia형(1a형)’에 속하며, 이러한 종류의 초신성이 어떻게 형성되는지 밝혀내는 데 도움이 될 것이라고 말했다. 또한, 이러한 초신성은 우주 공간의 거리를 측정하는 데 사용되기 때문에, 이들을 더 잘 이해하면 우주의 형태를 파악하는 데도 큰 도움이 된다.
이 초신성은 일반 망원경으로도 쉽게 발견할 수 있을 만큼 매우 밝다. 1월 21일 저녁 7시쯤, 천문학자 스티브 포시(Steve Fossey)는 런던 대학교 천문대에서 학생들을 가르치던 중 35cm 망원경을 통해 이를 발견했다. 스티브 포시는 은하 원반의 가장자리에 아주 밝은 별이 있는 것을 목격했는데, 이는 그가 기억하고 있던 은하의 모습이나 인터넷에서 찾아본 이미지와 일치하지 않았다. 그는 “기묘해 보였다”라고 당시를 회상했다.
하늘에 먹구름이 짙어지자 스티브 포시의 학생들은 망원경의 장비 오차를 점검했고, 이것이 소행성이 아니라는 점을 확인했다.
저녁 7시 45분쯤 먹구름이 하늘을 완전히 뒤덮기 전, 스티브 포시는 천문대의 또 다른 소형 망원경을 가동해 이 별의 위치를 재확인한 뒤 패서디나에 있는 캘리포니아 공과대학교 동료들에게 이메일로 이 사실을 전송했다.
2013년 12월 10일과 2014년 1월 21일에 각각 촬영된 초신성 이미지
초신성의 종류를 판별하는 데 결정적인 역할을 하는 ‘광학 스펙트럼’을 발견한 것은 천문학 대학원생 차오이(曹毅)였다. 그는 즉시 3.5m 분광 망원경을 사용해 초신성을 관측할 수 있도록 수배했다. 영국 시간으로 2014년 1월 22일 오전 9시, 차오는 천문학 전보(The Astronomer’s Telegram)에 보낼 통지문을 서둘러 작성했다. 그는 스펙트럼 분석 결과 ‘Ia형 초신성 폭발’과 일치하며, 약 2주 뒤에는 훨씬 더 밝아질 것이라고 보고했다. 그때가 되면 쌍안경으로도 관측이 가능할 전망이다. 동시에 천문학자들은 이메일과 전화 등을 통해 이 초신성에 대한 관측 정보를 발 빠르게 공유했다. 애리조나 대학교의 천문학자 브랜트 로버트슨(Brant Robertson)은 “오늘 아침 출근하자마자 전화기가 계속 울려댔다. 정말 흥미진진한 일이다”라고 말했다.
이처럼 가까운 거리에서 Ia형 초신성이 나타나는 것은 실로 보기 드문 일이다. Ia형 초신성은 예측 가능한 광도를 지니고 있어, 폭발 메커니즘이 동일할 것임을 암시한다. 1987년에 발견된 초신성은 ‘II형’에 속하며, 거대한 별의 중심핵이 붕괴하면서 폭발한 것으로 여겨진다. 반면 Ia형 초신성은 백색왜성에 성간 물질이 쌓이다가 임계 질량을 초과하면서 열핵 폭발을 일으켜 형성되는 것으로 알려져 있다. 일부 천문학자들은 이 여분의 물질이 일반적인 행성이나 거대한 행성에서 온 것이 아니라, 두 개의 백색왜성이 충돌·합병하면서 생긴 것일 수 있다고 지적한다.
어찌 되었든 천문학자들은 Ia형 초신성 폭발이 오래된 백색왜성들 사이에서 가장 흔하게 발생한다는 점에 동의한다. 로버트슨은 젊은 항성들이 활발하게 형성되는 지역으로 유명한 M82 은하 내부에서 이 초신성이 발견된 것은 매우 놀라운 일이라고 덧붙였다.
전 세계 천문학자들은 이 초신성이 밝아지는 과정을 정밀하게 모니터링할 예정이다. 이들은 Ia형 초신성의 밝기를 바탕으로 우주적 거리를 매우 정확하게 측정하게 된다. 천문학자들이 ‘표준 촛불(Standard Candle)’이라고 부르는 이러한 우주적 척도는, 우주의 가속 팽창을 주도하는 신비한 힘인 ‘암흑 에너지’를 발견하는 데 핵심적인 열쇠가 된다.
폭발 전 허블 우주망원경이 촬영한 것을 포함해 M82 은하 영역을 찍은 수많은 이전 이미지들이 존재한다. 차오이를 비롯한 연구진은 예전에 이 자리에 무엇이 있었는지 찾아내기 위해 과거 이미지들을 샅샅이 뒤질 예정이다. M82 은하가 우주 먼지로 가득 차 있어 결코 쉬운 작업은 아니지만, 역설적으로 이 초신성이 뿜어내는 강렬한 빛 덕분에 천문학자들은 은하의 숨겨진 환경을 더 깊이 이해할 수 있게 되었다. 이미 한 팀은 니켈 같은 방사성 원소를 찾아 나섰다. 캘리포니아 공과대학교의 천문학자 슈리 쿨카르니(Shrinivas Kulkarni)는 “우주 먼지 그 자체도 나름의 매력을 지니고 있다”라며 기대감을 드러냈다.
자료출처: http://www.nature.com/news/supernova-erupts-in-nearby-galaxy-1.14579
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/127113