+ 태양 1억배 폭발…최후 맞은 ‘거대 별의 일생’ / ‘꼬리 없는 혜성’ 발견

 

 

 

[아하! 우주]

태양 1억배 폭발…최후 맞은 ‘거대 별의 일생’

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입력: 2016.05.05 15:33

▲ 초신성 폭발

3000만 년 전쯤, 태양 1억 개 정도가 동시 폭발한 것과 맞먹는 초신성 폭발을 일으킨 한 거대 별의 흔적을 천문학자들이 발견했다.

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태양보다 크기가 200배 더 컸던 이 초신성이 폭발을 일으켰을 때 그 잔해는 시속 3600㎞의 속도로 우주 전역에 퍼져나갔다고 한다.

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미국 서던메소디스트 대학이 이끈 국제 연구팀은 지난 2013년부터 밤하늘에서 관측돼온 초신성 2013ej(SN 2013ej)의 폭발을 분석하면 우리에게 우주의 별이 어떻게 생을 마감하게 되는지 단서를 더 가르쳐줄 것으로 생각한다.

 

연구팀은 물고기자리 방향에 있는 나선은하 M74에서 폭발로 생을 마감한 한 초신성 잔해를 분석했다.

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이 초신성이 폭발했을 때 발생한 빛은 지구에 도달할 때까지 3000만 년이 걸렸다. 그만큼 멀고도 아득한 곳에 존재했던 것이다.

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이번 연구를 이끈 천문학자 고빈다 둥가나 연구원은 “우리는 초기 데이터로 초신성에 관한 많은 특징을 얻을 수 있었다”면서 “이 초신성은 엄청난 연료를 태워버린 매우 거대한 별이었다”고 설명했다.

 

연구팀은 수많은 망원경의 관측 데이터를 사용해 우주 모서리에서 450일 동안에 걸쳐 발생한 초신성 폭발을 연구했다.

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이들은 관측 데이터를 분석해 초신성 폭발의 온도와 질량, 반지름은 물론 구성 성분과 잔해 확산 등 특징이 어떻게 변했는지 계산했다.

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이 측정으로 연구팀은 초신성 폭발을 일으키기 전 원래 별은 태양 질량의 15배 정도 되는 작은 별에서 시작된 것을 알 수 있었다.

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▲ 나선은하 M74

 

이 별은 초기 폭발에서 10일 만에 섭씨 1만2200도까지 타올랐고 50일 뒤에는 섭씨 4220도로 빠르게 식어갔다. 반면 우리 태양은 현재 섭씨 5480도 정도로 불타고 있다.

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심지어 연구팀은 이 별이 폭발하기 전에 그 주위에 많은 행성을 거느리고 있었다고 예측했다.

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이 연구를 총괄한 로버트 케호 교수는 “만일 당신이 근처에 있었다면, 당신은 별 표면에서는 핵이 가열돼 붕괴하는 것을 볼 수 없으므로, 사전에 초신성 폭발이 일어날지 알지 못했을 것”이라면서 “이후 별은 갑자기 폭발을 일으켰고 당신은 사라졌을 것”이라고 설명했다.

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천문학자들은 이번 초신성 잔해를 연구함으로써 폭발 이후 무엇이 발생하는지 밝히길 원한다.

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이 별의 밀도가 더 컸으면 초고밀도 중성자별이 될 수 있었겠지만, 그보다 더 컸다면 아마 블랙홀이 만들어질 때까지 폭발을 일으켰을 것이라고 연구팀은 생각한다.

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케호 교수는 “초신성 핵이 붕괴하고 그 폭발로 인해 어떤 결과가 나오는지 아는 것은 특히 까다롭다”면서 “이번 초신성을 구성하는 성분은 천문학자들이 다양한 모델 비교를 통해 별의 죽음을 더 잘 이해할 수 있으므로 매우 흥미로운 것”이라고 말했다.

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또 “우리는 일부 데이터를 사용해 이 천체와의 거리를 계산할 수 있다”면서 “이는 새로운 유형의 천체로서 우리에게 더 큰 우주와 언젠가 암흑 에너지를 연구하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

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천문학자들은 별들의 스펙트럼(분광) 방출을 연구함으로써 서로 다른 스펙트럼을 측정하는 표를 통해 별의 구성 성분이 무엇인지 알아낼 수 있다.

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연구팀은 이 데이터를 사용해 별의 구성과 초신성 폭발 전후 상태에 관한 증거를 얻을 수 있다. 이를 통해 우리는 태양계가 만들어진 방법에 관한 더 많은 단서도 얻을 수 있다.

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케호 교수는 “별의 탄생부터 죽음까지 모든 기록을 갖고 있다”면서 “이들은 우리를 구성하는 원소를 만들 뿐만 아니라 그 폭발에서 나온 충격파를 통해 우리 태양계가 어떻게 만들어졌는지 아는 데 도움을 줄 수 있다”고 설명했다.

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또 “별의 붕괴와 항성계 형성의 원인이 되는 초신성 잔해는 성간 공간에서 물질로 이뤄진 분자 구름에 충돌한다”면서 “초신성과 그 모성에서 만들어진 무거운 원소는 대부분 지구형 행성과 생명체에 필요한 구성 요소가 된다”고 말했다.

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한편 이번 연구성과는 국제학술지인 ‘천체물리학회지’(The Astrophysical Journal) 최신호에 실렸다.

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사진=NASA

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나우뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160505601015§ion=&type=daily&page= 

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[아하! 우주]

860년에 한번 찾아오는 ‘꼬리 없는 혜성’ 발견

 

입력: 2016.05.05 09:53

녹색의 화려한 꼬리를 발하는 일반적인 혜성과 달리 꼬리가 없는 혜성이 처음으로 발견됐다.

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최근 미국 하와이 대학 연구팀은 오르트 구름에서 온 장주기 혜성 'C/2014 S3'이 일반적인 혜성과 달리 꼬리가 없다고 밝혔다.

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한때 두려움과 경이의 대상이었던 혜성은 타원 혹은 포물선 궤도로 정기적으로 태양 주위를 도는 작은 천체를 말한다. 소행성과의 가장 큰 차이점은 소행성이 바위(돌) 등으로 구성된 것과는 달리 혜성은 얼음과 먼지로 이루어져 있다. 이 때문에 혜성이 태양에 가깝게 접근하면 내부 성분이 녹으면서 녹색빛 등의 꼬리를 남긴다.

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이번에 꼬리없는 혜성으로 확인된 C/2014 S3은 지난 2014년 처음 발견됐으며 꼬리가 없는 고양이종의 이름을 따 ‘맹크스’(Manx)라는 별칭을 얻었다.

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그렇다면 이 혜성은 왜 꼬리가 없을까? 연구팀에 따르면 맹크스는 지구처럼 바위형 천체로 성분만 놓고 보면 소행성이라 볼 수 있다. 그러나 맹크스는 대략 860년 주기로 태양을 찾는 오르트 구름 출신의 장주기 혜성이다. 연구팀은 맹크스가 최초 내행성계(수성·금성·지구·화성) 생성 당시에 만들어졌으나 이후 멀고 먼 오르트 구름까지 쫓겨난 것으로 추측하고 있다.

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연구를 이끈 카렌 미치 박사는 "맹크스는 한마디로 '요리되지 않은 소행성'"이라면서 "태양계가 형성될 때 만들어져 당시의 비밀을 고스란히 간직한 마치 최고의 냉장고와도 같다"고 설명했다. 이어 "오르트 구름에는 맹크스처럼 내행성계에서 만들어진 천체가 더 많이 있을 것"이라고 덧붙였다.

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오르트 구름(Oort cloud)은 장주기 혜성의 고향으로 태양계를 껍질처럼 둘러싸고 있는 가상의 천체집단이다. 　　

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거대한 둥근 공처럼 태양계를 둘러싸고 있는 오르트 구름은 수천억 개를 헤아리는 혜성의 핵들로 이루어져 있다. 탄소가 섞인 얼음덩어리인 이 핵들이 가까운 항성이나 은하들의 중력으로 이탈해 태양계 안쪽으로 튕겨들어 혜성이 된다.　

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나우뉴스 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20160505601006&section=&type=daily&page=