제 Ia형 초신성이 뿜어내는 전파가 처음으로 관측됐다. Ia형 초신성은 질량이 태양의 10배 이하인 항성이 백색왜성으로 진화한 뒤 엄청난 양의 동반성 가스를 흡수해 폭발하는 현상이다. 이때 아주 강한 전파를 방사하는데, 이를 측정한 사례는 지금까지 없었다.
일본 국립천문대(NAOJ)는 18일 공식 발표한 연구 성과에서 la형 초신성의 강한 전파를 최초로 검출했다고 전했다. NAOJ 연구팀은 이번 성과가 백색왜성이 폭발에 이르는 과정을 이해하는 데 중요한 자료라고 의미를 부여했다.
NAOJ 연구팀은 2020년 발견된 Ia형 초신성을 분석하는 과정에서 헬륨을 주성분으로 하는 천체 주변 물질(circumstellar material)에 둘러싸여 있었음을 밝혀냈다. 특히 이 초신성의 전파 강도를 그간의 이론과 비교, 폭발 전 백색왜성의 동반성이 매년 태양 질량의 0.1%에 해당하는 엄청난 양의 물질을 흩뿌린 것을 알아냈다.
Ia형 초신성은 멀리 떨어진 천체의 거리를 측정하는 지표로 사용된다. 특히 우주의 가속 팽창을 조사하는 데도 활용되는 만큼 천문학에서 아주 중요하다. 천문학자들에게 Ia형 초신성은 우주를 이해하는 중요한 단서지만 폭발에 이르는 메커니즘은 그간 추측할 뿐이었다.
지금까지 연구로는 백색왜성이 단독으로 폭발하는 일은 없다. 백색왜성의 동반성 외부에서 흘러나온 물질이 주성의 표면에 쌓이는 것이 폭발의 원인으로 여겨져 왔다. 강착되는 물질은 대부분 수소지만 진작에 수소를 상실한 동반성일 경우 주성분은 헬륨이 되기도 한다.
동반성에서 흘러나오는 물질이 모두 백색왜성에 쌓이는 것은 아니다. 위 사진처럼 두 별 사이에 피자 치즈 같은 천체 주변 물질이 형성된다고 학자들은 생각한다. 초신성이 뿜어내는 강한 전파는 천체 주변 물질에 싸인 백색왜성이 폭발하면서 야기되는 내부 충격파로 여겨진다.
NAOJ 관계자는 "이번 관측이 중요한 것은 천체 주변 물질에 싸인 Ia형 초신성은 다수 발견됐어도 그 폭발에 따른 전파 방사가 실제로 확인된 적은 없었기 때문"이라고 전했다.
이어 "헬륨이 강착해 폭발한 Ia형 초신성으로부터의 전파가 처음 포착됨에 따라 아직도 수수께끼가 많은 Ia형 초신성의 폭발 전체의 메커니즘에 대한 이해가 깊어질 것"이라고 기대했다.
NAOJ는 이번 연구를 함께 진행한 스웨덴 스톡홀름대학교 학자들과 전파를 내뿜는 Ia형 초신성을 더 관측해 백색왜성이 폭발에 이르는 미스터리를 세세하게 밝힐 계획이다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
