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2016년 3월 28일 월요일

우주 이야기 462 - Type Ia 초신성의 동반성



(The blue-white dot at the center of this image is supernova 2012cg, seen by the 1.2-meter telescope at Fred Lawrence Whipple Observatory. At 50 million light-years away, this supernova is so distant that its host galaxy, the edge-on spiral NGC 4424, appears here as only an extended smear of purple light. Credit: Peter Challis/Harvard-Smithsonian CfA)


 Type Ia 형 초신성은 초신성 가운데서도 특히 천문학에서 중요합니다. 일정한 밝기를 가지고 있어 천문학에서 거리를 측정하는데 사용되기 때문이죠. 밝기가 일정하다는 사실은 역으로 밝기를 계산해서 거리를 측정할 수 있는 도구가 될 수 있습니다. 물론 정확한 거리 측정을 위해서는 Type Ia 초신성의 정확한 특징을 파악하는 것이 중요합니다. 


 Type Ia 초신성은 백색왜성이 일정 임계 질량에 도달하면 폭발을 일으키는 것이 원인으로 생각되고 있습니다. 그러나 그 각론에서는 천문학자들 사이에서 상당한 이견이 있습니다. 일부에서는 백색왜성끼리의 충돌이 원인이라는 가설도 있고 백색 왜성이 동반성에서 물질을 흡수해 임계질량에 도달한다는 주장도 있습니다. 앞서도 설명드린 바 있죠. 




 문제는 Type Ia 초신성의 거리가 워낙 멀다보니 동반성이 설령있다고 해도 관측이 매우 어렵다는 것입니다. 


 과학자들은 초신성 2012cg에서 비교적 가까운 거리의 Type Ia 초신성을 관측할 기회를 얻을 수 있었습니다. 여러 망원경들이 이 초신성을 관측하기 위해서 힘을 모았습니다.


 그 결과 이 초신성 주변에는 적어도 태양 질량의 6배에 달하는 동반성이 있었으며 이 동반성이 초신성 폭발에 의해 뜨겁게 달궈진 모습이 망원경에 의해 관측되었습니다. 이 관측은 Type Ia 초신성 폭발이 백색왜성이 아니라 동반성에서 흘러들어간 물질에 의해 발생했다는 가설을 지지하고 있습니다. 


 하지만 실제로는 Type Ia 초신성이 생기는 원인은 생각보다 다양할 수 있습니다. 이번 관측은 이론적으로 예측된 가설 가운데 동반성 가설을 지지하는 것이지만, 대다수 Type Ia 초신성이 이렇게 생기는지 검증하기 위해 앞으로 더 많은 연구가 필요할 것입니다. 


 한 가지 여담이라면 동반성은 초신성 폭발에 의해 엄청난 영향을 받게 될 것이라는 점입니다. 비록 살아남는다고 해도 상당한 물질을 잃게 될 가능성이 높습니다. 만약 주변에 행성이 존재했다면 마른 하늘의 날벼락으로 최후를 맞이했을 가능성이 크겠죠. 우리 주변에 이런 초신성이 없었다는 것은 인류에게 큰 행운입니다. 


 참고 


"SN 2012cg: Evidence for Interaction Between a Normal Type Ia Supernova and a Non-Degenerate Binary Companion," G. H. Marion et al., 2016, Astrophysical Journal, Preprint: arxiv.org/abs/1507.07261 




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