유럽남방천문대 '마이크로노바' 현상 첫 관측 – Sciencetimes - Science Times

새로운 유형의 항성 폭발 현상 발견

영국 더럼 대학교의 천문학자 시몬 스카린기 박사(Dr. Simone Scaringi)가 이끄는 관측팀이 새로운 천문 현상을 발견했다. 관측팀은 유럽남방천문대(ESO: European Southern Observatory in the Southern Hemisphere)의 VLT(Very Large Telescope: 초대형망원경) 망원경을 이용하여 새로운 유형의 항성 폭발인 마이크로노바 (Micronovae) 현상을 관측했다. 위 폭발은 신성 폭발 강도의 약 100만분의 1인 미세 핵융합 폭발이기에 ‘마이크로노바’라는 이름이 붙었다.

이처럼 마이크로노바는 우리가 흔히 알고 있는 신성 폭발이나 초신성 폭발보다 훨씬 약하지만, 여전히 매우 강한 폭발 현상이다. 마이크로노바는 특정 별의 표면에서 발생하며 한 번의 폭발은 단 몇 시간 만에 약 35억 개의 기자 대피라미드 분량(약 20,000,000조 kg)의 항성 물질을 태울 수 있을 정도다.

관측을 이끈 시몬 스카린기 박사는 위 새로운 천문학 현상의 발견은 별에서 어떻게 열핵 폭발이 일어나는지에 관해서 새로운 메커니즘을 제시할 수 있다고 주장했다. 연구팀의 폴 그루트 박사(Dr. Paul Groot) 역시 위 발견은 항성 폭발에 관한 메커니즘이 알려진 것보다 훨씬 더 풍부할 수 있다는 것을 암시해준다고 밝혔다. 위 연구는 4월 네이처지에 실렸으며 후속 연구 역시 영국왕립천문학회 월간지 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)에 실렸다.

초대형 망원경 ⓒ ESO/Y. Beletsky

기존의 신성폭발보다 규모가 더 작고 더 빠르다 – 특정 백색왜성에서 발견

만약 태양의 마지막 모습인 백색 왜성이 쌍성계를 구성하고 있으며 백색 왜성이 동반성과 서로 충분히 가까이 접근하게 되면 동반성으로부터 수소 등의 물질을 빨아들일 수 있다. 이 가스가 백색 왜성의 매우 뜨거운 표면에 떨어지게 되면 수소 원자가 헬륨으로 융합되도록 촉발할 수 있다. 신성에서의 이러한 열핵 폭발은 전체 항성 표면에서 발생하며 이러한 폭발로 인해서 백색 왜성의 전체 표면이 몇 주 동안 타오르고 밝게 빛날 수 있다.

이번 관측에서 밝혀진 마이크로노바는 이와 유사하지만, 규모가 더 작고 더 빠른 폭발로 몇 시간 동안만 지속된다. 이는 강한 자기장을 가진 일부 백색 왜성에서 발생하는 것으로 알려져 있으며, 항성의 자극(magnetic poles)을 향해 물질을 퍼뜨리게 된다. 수소 연료가 일부 백색 왜성의 자극(magnetic poles) 바닥에 존재할 수 있으므로 이러한 자극에서만 핵융합이 발생할 수 있다.이는 처음으로 수소 핵융합이 국소적인(localized) 방식으로도 일어날 수 있음을 확인한 관측 결과이다.

마이크로노바 현상의 상상도 ⓒ ESO

연구팀의 나탈리 드제나르 박사(Dr. Nathalie Degenaar)에 따르면 연구팀은 미항공우주국(NASA)의 TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) 미션 데이터를 분석할 때 이러한 미세 폭발을 처음 접했다고 한다. 몇 시간 동안 지속되는 밝은 빛의 섬광을 확인하였고 이러한 유사한 신호가 3번이나 발견됨과 동시에 위 연구가 시작되었다고 한다.

EI UMa 및 ASASSN-19bh의 광학 밝기 변화 ⓒ Scaringi et al. 2022

이중 두 번은 백색왜성에서 발견됨이 확인되었고 세 번째는 보다 정확한 확인을 위하여 초대형망원경으로의 추가 관측이 필요했다.

TV col의 광학 밝기 변화 ⓒ Scaringi et al. 2022

우주는 매우 역동적이다

스카린기 박사는 위 현상이 우주가 얼마나 역동적인지 보여주는 사례이며 실제로 이러한 현상들은 매우 일반적일 수도 있다고 설명했다. 다만 너무 빠르기 때문에 이러한 현상을 관측하기 매우 힘들다고 덧붙였다.

초대형 망원경의 도움으로 모든 광학 현상이 백색왜성에서 유래함을 확인한 연구팀은 이로써 천문학 교과서에 새로운 현상과 메커니즘을 제시할 수 있게 되었다. 스카린기 박사에 따르면 더 정확한 메커니즘을 파악하기 위해서 엄청난 데이터를 담은 후속 연구가 절대적으로 필요하므로 이러한 연구들이 계획되어있다고 밝혔다.

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