최고(最古)의 하이퍼노바(hypernova) 발견
최고(最古)의 하이퍼노바(hypernova) 발견
  • 조송현 조송현
  • 승인 2018.02.22 16:46
  • 업데이트 2018.02.22 00:00
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최고(最古)의 하이퍼노바(hypernova) 발견

나비 성운(M-29). 하이퍼노바 급의 강력한 항성 폭발 잔해다. 지구에서 비교적 가까운 2100광년 거리에 있다. 출처: 허블사이트

초신성(supernava)은 별(항성)이 폭발해 엄청나게 밝은 빛을 내는 상태를 말한다. 달리 말하면, 별의 폭발로 밝은 빛을 내는 상태를 ‘엄청나게 밝은 빛을 내는 새로운 별’이라는 뜻의 초신성이라 부른다. 초신성의 광도는 대체로 은하 전체의 밝기와 맞먹는다고 한다. 그래서 일반별이라면 보이지 않을 만큼 아주 멀리 떨어져 있어도 초신성은 포착된다.

그런데 보통 초신성보다 훨씬 강력한 게 있다. 이를 초강력 슈퍼노바(초신성)라는 뜻의 하이퍼노바(hypernova), 혹은 SLSN(superluminous Supernova)이라고 부른다. 보통 초신성보다 5~50배의 에너지를 방출한다. 따라서 하이퍼노바는 빅뱅을 제외하면 우주에서 가장 극적인 장면을 연출하는 사건이다.

하이퍼노바는 장기간 감마선 방출의 원천이며, 하이퍼노바를 만든 항성은 폭발과 함께 껍데기를 날려버린 후 블랙홀이 된다.

우주 가속팽창의 원인 탐구를 위한 국제공동연구 프로젝트 ‘다크에너지서베이(The Dark Energy Servey)’ 소속 천문학자들이 지금까지 관측된 것 중 가장 먼 거리의(혹은 가장 오래된) 하이퍼노바를 관측했다고 천문학·천체물리학 전문 사이트인 스페이스닷컴(space.com)이 22일 보도했다. 관련 연구는 세계적인 천체물리학 학술지인 The Astrophysical Journal에 게재됐다.

새로 발견된 하이퍼노바의 이름은 DES16C2nm. 다크에너지서베이 프로젝트가 2016년 발견했다는 의미를 담고 있다. 이 하이퍼노바는 지구로부터 자그마치 105억 광년 떨어져 있다. 우주의 나이가 138억 광년인 점을 감안하면 이 하이퍼노바는 우주가 젊었던 시절에 강력한 항성 폭발로 생겼으며 그 폭발로 방출된 빛이 우주의 나이 3/4에 해당하는 105억년 동안 날아 마침내 지구에 도달한 것이다.

하이퍼노바 DES16C2nm 관측. 2015년 9월 검게 보이던 공간(위)이 1년 후 갑자기 밝게 빛났다(작은 원). 강력한 항성 폭발이 일어나 하이퍼노바를 만들어낸 것이다. 출처: Mat Smith and DES collaboration

천문학자들이 하이퍼노바 DES16C2nm을 처음 관측한 것은 2016년 8월이며 밝기와 거리를 알아낸 것은 2개월 뒤다. 여기에는 칠레와 하와이의 케크 관측소에 있는 거대망원경과 마젤란망원경이 사용됐다.

이번 연구논문의 주저자인 영국 사우스햄톤대학의 매튜 스미스는 “이번 하이퍼노바 관측은 정말 짜릿했다”며 “하이퍼노바 DES16C2nm은 극도로(extremely) 멀고, 극도로 밝으며, 극도로 드문 경우”라고 설명했다. 이번 발견은 깜작 놀랄 만한 사건 이상의 의미를 갖는다고 스미스는 덧붙였다.

하이퍼노바에서 방출된 자외선을 통해 항성 폭발 때 생긴 금속의 양과 폭발의 온도를 알 수 있으며, 이 둘은 항성 폭발을 일으키는 원인을 이해하는 열쇠라고 스미스는 설명했다. 따라서 하이퍼노바 관측을 통해 우주의 탄생과 진화에 관한 신비를 푸는 데 한 발 더 다가갈 수 있게 되었다는 것이다.

한편 다크에너지 서베이(The Dark Energy Survey)는 5년짜리 국제공동연구인데 2013년 출범했다. 이 프로젝트는 칠레의 세로 톨로로 범미주천문대의 망원경에 장착된 570-메가픽셀 카메라를 사용해 온 우주에 걸친 3억 개의 먼 은하들을 관측한다.

#기사출처: 스페이스닷컴(space.com), The Astrophysical Journal