December 15,2019

‘스타’ 초신성 1987A가 남긴 중성자별 마침내 찾아

30여년간 우주먼지 뒤에 가려져 있던 '잔해' 확인

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지난 1987년 2월 23일 밤하늘에서 밝게 빛나기 시작한 ‘슈퍼노바(초신성) 1987A’는 초신성 중에서도 그야말로 ‘스타’ 대접을 받아왔다. 지구와 가장 가까이서 폭발하며 약 400년 만에 맨눈으로도 관측될 정도로 밝아 천문학자들의 단골 연구 소재가 돼왔다.

하지만 별이 생을 다하고 더 태울 연료가 없어 초신성으로 폭발하면 핵만 남아 중성자별이나 블랙홀이 되는 것이 우주 모델의 기본 이론인데, SN 1987A는 지난 30여년간 남은 흔적이 발견되지 않아 미스터리가 돼왔다.

일부에서는 우주 모델 자체에 의문을 제기하기도 했지만 영국 과학자들이 마침내 SN 1987A이 남긴 중성자별을 찾아냈다.

카디프대학에 따르면 이 대학 물리·천문학과 필 시건 박사가 이끄는 연구팀은 두꺼운 우주먼지에 숨어있던 문제의 중성자별을 찾아냈다고 학술지 ‘천체물리학 저널(The Astrophysical Journal)’ 최신호에 밝혔다.

연구팀은 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 전파망원경 배열인 ‘아타카마 대형 밀리미터/서브밀리미터집합체(ALMA)’로 포착한 고선명 이미지를 통해 주변보다 더 밝게 빛나는 먼지구름을 확인했다.

이 지역은 SN 1987A가 남긴 중성자별이 있을 것으로 추정되는 곳이기도 했다.

연구팀은 중성자별을 둘러싸고 있는 먼지구름이 별빛을 가리고 있었다면서 “슈퍼노바 잔해 안의 먼지구름 속에 중성자별이 있다고 처음으로 확실하게 말할 수 있게 됐다”고 밝혔다.

논문 공동저자인 마츠우라 미카코 박사는 “중성자별의 빛이 주변을 둘러싼 먼지구름에 흡수됐지만 이는 서브밀리미터파에서 구름을 밝게 빛나게 만들어 ALMA를 통해 이를 관측할 수 있었다”고 설명했다.

SN 1987A는 지구에서 약 16만 광년 떨어진 대마젤란은하(LMC)에서 태양의 1억배에 달하는 빛을 내기 시작했으며 이후 수개월간 밝은 빛을 지속했다.

초신성은 질량이 큰 별이 진화의 마지막 단계에서 폭발하며 엄청난 에너지를 순간적으로 방출하는 것이 마치 새로운 별이 생겼다가 사라지는 것처럼 보인다고 해서 붙은 이름이다. 이때 엄청난 양의 가스를 방출하는데, 이 가스는 처음엔 100만도가 넘지만 곧바로 0도 이하로 식으면서 일부는 먼지가 되기도 한다.

이런 먼지가 빛을 가려 SN 1987A 가 남긴 중성자별이 발견되지 않는 것으로 추정은 됐지만 이에 대해 만만치 않은 의문이 제기돼 왔다.

마츠우라 박사는 “이번 연구결과는 대형 별이 어떻게 생을 마감하고 초고밀도의 중성자별을 남기는지에 대한 이해를 넓힐 수 있게 됐다”면서 “우리는 중성자별이 이 먼지구름 뒤에 존재하며 정확한 위치를 알고 있다고 확신한다”고 했다.

그러면서 “앞으로 먼지구름이 걷히기 시작하면 중성자별을 직접 볼 수도 있을 것”이라고 덧붙였다.

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