(This artist’s impression shows a two-star system where micronovae may occur. The blue disc swirling around the bright white dwarf in the centre of the image is made up of material, mostly hydrogen, stolen from its companion star. Towards the centre of the disc, the white dwarf uses its strong magnetic fields to funnel the hydrogen towards its poles. As the material falls on the hot surface of the star, it triggers a micronova explosion, contained by the magnetic fields at one of the white dwarf’s poles. Credit: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)
(An artist’s impression of a micronova explosion from the base of the accretion stream at the magnetic pole of an accreting white dwarf in a binary star system. Credit: Mark Garlick/Durham University)
천문학자들이 새로운 형태의 신성 (nova)을 발견했습니다. 일반적인 신성은 백색왜성과 동반성 쌍성계에서 생성됩니다. 백색왜성이 동반성에서 물질 (주로 수소)를 흡수한 후 표면에서 강한 중력으로 압축하면 핵융합에 필요한 압력과 온도에 자연적으로 도달해 폭발하는 것입니다. 그 폭발력은 몇 주간 백색왜성을 아주 밝게 빛나게 만들어서 새로운 별이 생긴 것처럼 보입니다.
더햄 대학의 시몬 스카링기 (Simone Scaringi, an astronomer at Durham University)는 나사의 행성 사냥꾼인 TESS 데이터를 분석하던 중 신성보다 훨씬 어둡지만, 갑자기 백색왜성의 밝기가 밝아지는 현상이 수시간 지속된다는 사실을 발견하고 유럽 남방 천문대의 VLT 망원경으로 그 원인을 조사했습니다. 그 결과 마이크로노바 (micronova)라는 새로운 핵융합 이벤트를 확인했습니다.
마이크로노바는 일반적인 신성과 마찬가지 방식으로 생성됩니다. 차이점은 신성이 백색왜성 전체에서 폭발이 일어나는 반면 마이크로노바는 백색왜성의 강력한 자기장을 따라 극지방으로 이동한 수소 가스가 국소적인 폭발을 일으킨다는 것입니다.
따라서 폭발의 크기는 100만 분의 1에 불과하며 밝기 변화도 수 시간 정도에 그쳐 지금까지 알아낼 수 없었습니다. 물론 상대적으로 낮다는 의미이고 폭발하는 핵연료의 양은 기자의 대 피라미드 35억 개를 합친 수준입니다. 인간의 관점에서 상상할 수 없을 정도로 엄청난 양입니다.
TESS는 본래 목적인 행성 사냥 이외에도 여러 분야에서 의미 있는 과학적 성과를 거두고 있습니다. 마이크로노바 역시 그중 하나입니다. 앞으로도 여러 가지 성과가 쏟아질 것으로 기대합니다.
참고
https://phys.org/news/2022-04-astronomers-micronovae-kind-stellar-explosion.html
Simone Scaringi et al, Localized thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-04495-6. www.nature.com/articles/s41586-022-04495-6
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