우주 이야기 1542 - 초신성 조기 경보 프로토콜을 개발하는 천문학자들

 (Artistic elaboration based on images from the original paper. Credit: Galbany et al., JCAP, 2025.)

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(Example of observations used in the study. Credit: Albany et al, JCAP, 2025)

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밤하늘에 갑자기 보이지 않던 별이 보이면 고대인들은 예사롭지 않은 징조로 여겨 이를 기록했습니다. 이런 신성 가운데서도 특히 밝은 경우를 초신성이라하는데, 과학적으로 큰 가치가 있기 때문에 천문학자들도 자세히 관측해 꼼꼼하게 기록을 남겨둡니다.

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초신성은 발생 기전에 따라 백색왜성이 물질을 흡수하다가 찬드라세카 한계에 도달해 열핵 폭발을 일으키는 Ia 형이나 태양질량의 8배 이상 무거운 별이 최후를 맞이하면서 폭발하는 II 형 등으로 나눌 수 있습니다. 어느 쪽이든 밝기는 은하 전체와 맞먹을 정도로 밝고 과학적으로 중요한 의미가 있습니다.

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초신성 폭발은 우리 은하에서도 드물게 발생하는 이벤트로 마지막 폭발은 1604년에 관측됐습니다. 하지만 우주에는 수많은 은하가 있기 때문에 과학자들은 거의 매일 같이 새로운 초신성을 찾아내고 있습니다. 문제는 우주는 넓고 초신성은 멀리 떨어져 있어 바로 알아내기 힘들다는 것입니다. 따라서 폭발 48시간 이내 관측된 경우가 많지 않은 게 사실입니다.

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스페인 바르셀로나의 루이스 갈바니 (Lluís Galbany of the Institute of Space Sciences (ICE-CSIC) in Barcelona)가 이끄는 연구팀은 48시간 이내, 그리고 가능하면 24시간 이내에 초신성을 포착해 관측할 수 있는 프로토콜을 연구했습니다.

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연구팀은 스페인 카니리아 제도에 있는 구경 10.4m 대형 천체 망원경인 그랑 텔레스코피오 데 카나리아스 (Gran Telescopio de Canarias (GTC))를 이용해 10개의 초신성을 발견했습니다. 절반은 백색왜성에서 유래한 것이고 나머지는 무거운 별의 폭발에 의한 것인데, 대개 폭발 6일 이내였으며 두 개는 48시간 이내 포착한 것이었습니다.

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연구팀은 직전 야간 관측에서 보이지 않은 이미지이면서 은하 사이에 있는 이미지를 먼저 검색할 경우 초신성 포착 시간을 빠르게 앞당길 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 프로토콜을 현재 가동에 들어간 La Silla Southern Supernova Survey (LS4)와 Legacy Survey of Space and Time (LSST)에 적용할 경우 더 많은 초신성을 조기에 발견할 수 있을 것으로 기대됩니다.

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초신성 폭발이라고 하면 폭발 직후 바로 발견하는 줄로만 알고 있었는데, 이렇게 발견하는데 생각보다 시간이 많이 걸린다는 사실도 흥미롭습니다.

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참고

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https://phys.org/news/2025-08-rapid-response-protocol-reveal-supernovae.html

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Rapid follow-up of infant supernovae with the Gran Telescopio de Canarias, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025).