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우주 이야기 827 - 중성자별 쌍성계를 남긴 초신성 폭발



(The three panels represent moments before, when and after the faint supernova iPTF14gqr, visible in the middle panel, appeared in the outskirts of a spiral galaxy located 920 million light years away from us. The massive star that died in the supernova left behind a neutron star in a very tight binary system. These dense stellar remnants will ultimately spiral into each other and merge in a spectacular explosion, giving off gravitational and electromagnetic waves. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt)


 카네기 공대 및 칼텍의 과학자들이 지구에서 9억 2000만 광년 떨어진 독특한 초신성의 정체를 밝혀냈습니다. 이 초신성은 2017년 8월에 관측되었는데, 생각보다 어두운 밝기와 빠른 속도로 어두워진 특징 때문에 오히려 주목을 받았습니다. 기존의 초신성 이론과 분류 어디에도 맞지 않았기 때문입니다.



 초신성 폭발에는 몇 가지 메카니즘이 있는데, 대표적인 경우는 태양 질량의 8배가 넘는 무거운 별이 마지막 순간에 중심부 붕괴를 일으키며 거대한 폭발을 일으키는 경우입니다. 초신성 iPTF 14gqr 역시 그런 경우로 생각되었으나 보통 초신성 폭발에서 볼 수 있는 것과 같은 대량의 물질 방출이 없어서 과학자들을 당황하게 만들었습니다. 이 초신성에 폭발로 나온 물질은 태양 질량의 1/5 수준에 불과한데, 이는 어딘가 이 물질들이 다른 곳으로 사라졌음을 시사하는 결과입니다.



 카네기의 앤소니 파이로 (Anthony Piro)는 이론적은 계산과 모델링을 통해 이 현상을 설명할 가장 좋은 이론은 이 초신성에 보이지 않는 동반성 - 백색왜성, 중성자별, 블랙홀 - 이 있다는 것이라는 점을 밝혀냈습니다. 그 가운데 가장 가능성 높은 시나리오는 두 개의 중성자별 쌍성계가 탄생했다는 것입니다. 별 두개가 서로의 질량 중심을 주위로 공전하는 경우는 흔하지만, 백색왜성/중성자별/블랙홀의 쌍성계는 아무래도 뒤로 갈수록 흔하지 않은 편인데, 과학자들은 이 드문 현상을 목격한 셈입니다.
​

​ 이번 관측은 팔로마산 망원경의 intermediate Palomar Transient Factory (iPTF) 관측 프로그램의 일부로 진행되었습니다. iPTF는 밤하늘에서 초신성 폭발처럼 짧고 격렬한 우주 이벤트를 찾고 있습니다. 여기에는 이번 중성자별 쌍성계처럼 지금까지 알려지지 않은 매우 독특한 현상이 더 많이 숨어있을지 모릅니다. 앞으로도 이를 찾기 위한 연구는 계속될 것입니다. 


 참고 


K. De el al., "A hot and fast ultrastripped supernova that likely formed a compact neutron star binary," Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aas8693




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