【정견뉴스】
2017년 11월 《네이처(Nature)》에 발표된 논문 <거대 항성의 특이한 수소 풍부 폭발로 이어지는 격렬한 분출(Energetic eruptions leading to a peculiar hydrogen-rich explosion of a massive star)>은 매우 이례적이고 초장기적인 초신성 관측 결과를 보고했다. 초신성은 항성이 진화 말기에 이르는 과정에서 겪는 일종의 폭발로, 현재까지 보고된 대부분의 초신성은 서로 유사한 특성을 지니고 있다. 그러나 이번 논문에서 다룬 초신성은 기존의 통상적인 초신성 진화 모델을 따르지 않는 것으로 보이며, 이로 인해 초신성에 대한 우리의 기존 이해를 전면 재검토해야 할 필요성이 제기되고 있다.
팔로마 천문대의 사진은 iPTF14hls 위치에서 1954년에 이미 폭발이 발생했을 가능성을 보여주지만(왼쪽), 1993년에 촬영된 사진에서는 폭발 흔적을 찾아볼 수 없다(오른쪽). 초신성은 그동안 단 한 번만 폭발한 뒤 수개월 동안 밝기를 유지하다가 어두워지는 것으로 여겨져 왔다. 그러나 iPTF14hls는 무려 60년의 간격을 두고 최소 두 차례의 폭발을 겪었다.
미국 라스쿰브레스 천문대(Las Cumbres Observatory)의 이야르 아르카비(Iair Arcavi) 연구팀의 보고에 따르면, 2014년 9월 한 망원경이 통상적인 초신성과 유사한 천체 현상을 관측해 ‘iPTF14hls’라는 명칭을 부여했다. 2015년 1월, iPTF14hls는 II-P형 초신성으로 분류되었으나, 이전의 다른 초신성에서는 결코 관찰된 적이 없는 몇 가지 독특한 특성들을 지니고 있었다. 기존에 관측된 II-P형 초신성들은 밝기가 유지되는 기간이 대략 100일 안팎이지만, iPTF14hls는 600일이 넘도록 밝기가 유지되었으며 밝기 자체도 여러 차례 변화를 거듭했다. 게다가 이 천체의 진화 속도는 다른 II-P형 초신성들에 비해 약 10배 정도 느린 것으로 나타났다.
iPTF14hls는 2년 동안 최소 5차례에 걸쳐 밝아지기를 반복했다. 기존의 초신성들은 보통 100일 정도 밝기를 유지하다가 어두워질 뿐, 이러한 양상을 보인 것은 관측된 적이 없다.
연구진은 iPTF14hls가 생애 마지막 수십 년 동안 여러 차례의 격렬한 분출을 겪었으며, 이는 해당 항성의 초기 질량이 태양 질량의 95배에서 130배에 달했음을 의미한다고 분석했다. 비록 현재의 관측 결과만으로는 이 현상을 명확하게 설명하기에 한계가 있지만, 저자들은 이번의 유례없는 특이 현상을 기존 이론에 수용할 수 있도록 대형 항성 진화 및 폭발 모델을 수정할 필요가 있다고 제언했다.