신성 100만분의 1 수준, 수시간만 지속…별 폭발 유형 확대
(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 망원경으로도 잘 보이지 않던 어두운 별이 갑자기 밝아지며 며칠만에 광도가 수천, 수만 배에 이르는 별을 '신성'(新星·nova)이라고 한다.
항성 진화 마지막 단계에서 별이 폭발하면서 생기는 에너지를 순간적으로 방출하며 밝기가 밝아져 마치 별이 새로 생긴 것처럼 보인다고 해서 붙여진 이름이다. 이런 신성보다 광도가 수천, 수만 배 더 밝아지는 것을 '초신성' 또는 '슈퍼노바'(supernova)라고 부른다.
하지만 초신성과는 반대로 신성보다 에너지가 훨씬 적은 이른바 '마이크로노바'(micronova)라는 새로운 별 폭발 현상이 처음으로 확인돼 학계에 보고됐다.
유럽남방천문대(ESO)에 따르면 영국 더럼대학 천문학자 시몬 스카린지 박사가 이끄는 연구팀은 미국 항공우주국(NASA)의 천체면 통과 외계행성 탐사 위성 '테스'(TESS)와 ESO 초거대망원경(VLT)을 활용해 마이크로노바를 찾아낸 결과를 과학 저널 '네이처'(Nature)를 통해 발표했다.
'마이크로'라는 이름이 붙었지만 2천만 테라(T) ㎏, 예컨대 약 59억㎏인 이집트 기자의 대피라미드 35억 개에 달하는 물질을 수 시간 만에 태워버릴 수 있는 엄청난 에너지를 방출하는 것으로 제시됐다.
마이크로노바도 신성과 마찬가지로 질량은 태양의 절반이지만 크기는 지구와 비슷한 죽은 별인 백색왜성에서 관측됐다.
쌍성계의 백색왜성은 가까이 있는 동반성(짝별)으로부터 주로 수소 등의 물질을 빨아들이고 수소 원자가 헬륨으로 융합되는데, 신성에서는 이런 수소핵융합 반응이 별 표면 전체에서 이뤄진다. 이런 폭발이 백색왜성의 표면을 불타오르게 해 수주에 걸쳐 밝게 빛나게 한다.
마이크로노바도 이와 비슷한 과정을 거치지만 폭발 규모가 작고 속도도 빨라 수 시간 정도만 진행된다.
백색왜성 중에서도 강한 자기장을 가져 물질을 자극(磁極)으로 보내는 별에서 발생하는데, 연구팀은 "처음으로 수소 핵융합이 국지적으로 발생할 수 있다는 점을 봤다"고 설명했다.
짝별에서 빨아들인 수소 연료가 백색왜성의 자극으로 쏠려 이곳에서만 수소 핵융합이 일어나고, 신성의 100만분의 1밖에 안 되는 폭발만 일어난다는 것이다.
연구팀은 TESS 자료를 분석하다가 우연히 짧은 폭발 3건을 찾아냈다. 이 중 두 건은 백색왜성으로 확인된 곳에서 포착됐으며, 나머지 한 건은 VLT에 장착된 분광기인 X-슈터(shooter)를 이용한 추가 관측을 통해 백색왜성이라는 점을 확인했다.
연구팀은 마이크로노바의 발견이 별 폭발의 유형을 넓혀놓는 것이라면서, 더 많은 마이크로노바의 발견으로 이어질 것으로 전망했다.
논문 제1 저자인 스카린지 박사는 "이번 결과는 우주가 얼마나 역동적인지를 보여주는 것"이라면서 "실제로는 아주 빈번하게 이뤄지지만, 너무 빨리 사라져 포착하기가 어려웠을 수도 있다"고 했다.
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