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우주 이야기 621 - 카멜레온 초신성



(This visible-light image from the Sloan Digital Sky Survey shows spiral galaxy NGC 7331, center, where astronomers observed the unusual supernova SN 2014C .
Credits: X-ray images: NASA/CXC/CIERA/R.Margutti et al; Optical image: SDSS)


(This image from NASA's Chandra X-ray Observatory shows spiral galaxy NGC 7331, center, in a three-color X-ray image. Red, green and blue colors are used for low, medium and high-energy X-rays, respectively. An unusual supernova called SN 2014C has been spotted in this galaxy, indicated by the box.
Credits: NASA/CXC/CIERA/R.Margutti et al)


 초신성 SN 2014C는 카멜레온 초신성 등의 별명으로 불리고 있습니다. 물론 초신성이 카멜레온처럼 주변 환경에 맞춰 색깔이 변하는 것은 아니지만, SN 2014C는 폭발 도중 갑자기 종류가 변했기 때문입니다. 


 초신성 폭발시 중심부에는 거의 수소가 없습니다. 따라서 일반적인 초신성은 수소가 거의 없는 Type I 이 됩니다. 수소가 풍부한 경우 Type II로 분류합니다. 그런데 SN 2014C는 Type I에서 II로 변화되어 천문학자들을 놀라게 만들었습니다. 이는 기존의 초신성 폭발 이론으로는 설명할 수 있는 현상이었기 때문입니다. 


 이후 과학자들은 구체적으로 어떤 일이 일어났는지를 확인하기 위해 여러 가지 관측 장비를 동원해서 이 초신성의 잔해를 관측했습니다. 노스웨스턴 대학의 라파엘라 마르구티(Raffaella Margutti, assistant professor of physics and astronomy at Northwestern University)와 그 동료들은 나사의 NuSTAR 관측 위성을 이용해서 이 초신성 잔해와 그 주변 환경을 관측했습니다. 


 그 결과 흥미롭게도 고온의 물질에서 나오는 X 선 관측을 통해서 초신성의 충격파와 주변 물질의 분포를 알아낼 수 있었습니다. 연구팀에 의하면 주로 수소로 구성된 태양 질량만한 물질을 폭발 전 주변으로 뿌렸던 것으로 보입니다. 그런데 물질은 순수한 수소가 아닌 상당량의 무거운 원소를 포함한 미스터리한 구성의 물질이었습니다. 


 연구팀은 이로부터 어쩌면 이 초신성을 만든 거성 주변에 태양 질량의 7배에서 10배 정도 되는 동반성이 있었고 이 동반성이 먼저 폭발한 후 SN 2014C이 폭발한 것이 아닌가 의심하고 있습니다. 그리고 이것이 이 초신성이 독특한 최후를 맞이한 이유일지도 모릅니다. 


 하지만 이 미스터리 초신성의 생성 원인에 대해서는 아직도 모르는 부분이 많고 설명할 수 있는 것 투성이입니다. 앞으로 연구를 통해 SN 2014C의 미스터리를 밝혀내야 할 것입니다. 


 참고 


"Ejection of the Massive Hydrogen-rich Envelope Timed with the Collapse of the Stripped SN 2014C," Raffaella Margutti et al., 2017 Feb. 1, Astrophysical Journal iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/835/2/140 , Arxiv: arxiv.org/abs/1601.06806 



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