적색초거성 내부 초신성 충격파 폭발 첫 관측

연세대 천문우주학과 이석영 교수가 국제 공동연구진이 지름이 태양의 350배나 되는 적색초거성(Red Su pergiant)이 최후를 맞아 초신성 폭발을 일으킬 때 내부에서 충격파 폭발이 일어나는 현상을 처음으로 관측하는 데 성공했다.

이 교수와 영국 옥스퍼드대 케빈 쇼윈스키 교수팀은 국제학술지 ‘사이언스’ 13일자에서 캐나다-프랑스-하와이 적외선 망원경(CFHT)과 갤렉스 자외선망원경으로 초신성(SNLS-04D2dc) 내부에서 일어나는 충격파 폭발을 최초로 발견했다고 밝혔다.

초신성은 태양보다 질량이 수십배 이상 큰 별이 핵융합 연료(수소)를 모두 소진하고 천만년 정도의 짧은 삶을 마칠 때 엄청난 폭발과 함께 블랙홀이나 중성자별이되는 단계로 수천억개의 별이 모여있는 은하 전체와 견줄 만큼 밝은 빛을 낸다.

그러나 지금까지 관측된 초신성은 모두 별 표면에서 폭발이 일어난 뒤 수일이 지난 모습으로 가시광선 영역에서 관측된 것이다.

하지만 1970년대 초 제시된 이론은 별 표면의 초신성 폭발이 있기 전 내부에서 별의 핵이 폭발하면서 충격파가 별 외부로 전달되는 과정이 있고 이 현상이 자외선영역에서 관측될 것으로 예견했으나 지금까지 관측된 적은 없었다.

연구진은 연세대 자외선우주망원경연구단이 개발에 참여, 2003년 발사된 갤렉스우주망원경을 이용해 초신성 SNLS-04D2dc를 관측, 초신성 폭발이 가시광선 영역에서관측되기 전 내부에서 충격파 폭발과정이 7시간 정도 지속됐다는 사실을 발견했다.

연구진은 이 초신성 폭발을 일으킨 별은 지름이 태양의 약 350배, 부피는 5000만배 정도나 되는 적색초거성이었다고 밝혔다.

이 교수는 “아직 초신성이 어떻게 폭발하게 되는지 명쾌하게 밝혀지지 않고 컴퓨터 시뮬레이션으로도 재현되지 못하고 있다”며 “이번 연구결과는 초신성이 적색초거성으로부터 발생한 것이라는 표준항성진화이론의 예측을 증명한 것이라는 점에서의미가 있다”고 말했