초신성 폭발 직전 가스 방출 현상 관측했다

항성 일생에서 끝에 발생하는 초신성 폭발은 우주에서 가장 화려한 현상 중 하나지만 거의 실시간으로 관측할 기회가 그렇게 쉽게 찾아오는 건 아니다.

예를 들어 오리온 자리를 이루는 항성 중 하나인 베텔기우스는 붉은 초거성 중에서도 광량이 안정되지 않고 한때는 초신성 폭발이 일어나는 징후가 아닐까 보였지만 지금도 밤하늘에서 볼 수 있다.

하지만 이번 연구에선 지구에서 1.2억 광년 떨어진 은하 NGC5731에 있는 태양보다 10배 이상 질량을 가진 적색 초거성 SN 2020tlf가 초신성 폭발을 일으키는 모습을 거의 실시간으로 관측할 수 있었다. 캘리포니아대학 버클리 연구팀은 적색 초거성에서 초신성 폭발 직전 활동을 검출한 건 통상적인 II형 초신성에선 처음이라며 거성 폭발을 관측했다고 밝히고 있다.

연구팀은 2020년 여름 하와이 망원경(Pan-STARRS)으로 이 붉은 초거성을 발견했다. 당시 항성은 주위에 평소보다 밝은 방사광을 방출했다. 가을이 찾아온 130일 뒤에는 케크 천문대 저해상도 촬상 분광기 LRIS를 이용한 관측으로 이 거대한 별이 폭발하는 섬광을ㄹ 잡아 초신성 첫 스펙트럼도 파악했다.

이 관측으로 이 적색 초거성이 폭발 직전까지 주위에 대량 고밀도 물질을 방출하고 있다는 걸 알게 됐다. 이는 중력 균형이 무너지기 시작한 SN2020tlf가 여름부터 주위 공간에 방출한 고온 가스 일부로 추측된다. 데이터는 폭발까지 별 내부 모습이 크게 변화했을 가능성이 시사됐다고 한다.

연구팀은 마지막을 맞은 적색 초거성이 기존 관측에서 이런 발광을 하고 자기 붕괴, 연소하는 격렬한 활동을 확인한 일은 지금까지 없었다고 밝히고 있다. 또 SN2020tlf 같은 이벤트를 더 많이 감지해 항성 마지막 시간을 정의하는 방법에 극적인 지식을 얻을 수 있으며 관측자와 연구자가 협력해 대질랴 별이 생며 마지막 순간을 어떻게 맞는지 알 수 있을 것이라고 덧붙였다. 앞으로 연구팀은 적색 초거성이 SN2020tlf 같은 발광을 수반하면 조만간 초신성 폭발을 맞을 것으로 예측할 수 있을 것이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.