초신성 폭발에도 살아남은 ‘좀비 행성’, 심지어 더 밝아져?

By 류시화

 

반짝이는 별이 유난히 밝은 빛을 내면서 폭발을 일으키고 나면 사라진다는 것은 많은 분들이 상식적으로 알고 계시는 사실입니다. 그러나 이번 폭발 후에 살아남아 ‘좀비’가 된 별이 있어 화제가 되고 있습니다.

워싱턴의 천문학자들은 가까운 은하에서 항성 폭발로 인해 급격하게 밝아졌다가 점차 사라지는 별, 즉 초신성을 관찰했는데요. 이 별은 폭발 후에 살아남은 것은 물론, 이전보다 더 밝게 빛나고 있습니다.

허블 우주 망원경으로 관측된 이 별은 ‘백색왜성’으로 알려져 있습니다. 백색왜성이란 밀도가 높으며 하얀빛을 내는 작은 항성으로 지름은 지구와 비슷하지만, 질량은 태양과 비슷한 것으로 매우 높은 밀도를 가졌습니다.

이 백색왜성은 쌍성계라 하여 다른 별과 쌍을 이루고 있습니다. 중력으로 궤도에 묶여 두 별이 가까이 있으며 함께 움직이는데요, 이 ‘좀비 행성’은 같이 묶여있는 동반 행성으로부터 많은 물질을 흡수하고 있습니다.

문제는 이 부분에서 시작되었습니다. ‘좀비 행성’이 동반 행성에게서 물질을 흡수함으로써 좀비 행성은 질량의 한계점에 도달해 열핵 반응을 일으켜 초신성 폭발을 일으키게 되었습니다.

캘리포니아 라스 컴브레스 천문대의 선임 천체 데이터 과학자인 커티스 맥컬리(Curtis McCully)는 “우리는 이 별이 폭발로 인해 파괴된 것이 아니라 살아남았고 심지어 폭발하기 전보다 더 밝아졌다는 사실에 상당히 놀랐습니다”고 말했습니다. 그리고 “폭발 과정에서 방사성 물질이 생성되었습니다. 이것이 초신성이 빛을 내도록 하는 건데요, 이 물질 중 일부는 별에 남아서 별의 잔해를 가열하는 연료로 작용했습니다”라고 덧붙였습니다.

이 ‘좀비 행성’은 NGC 1309라고 불리는 우리은하 크기의 나선은하에 살고 있습니다. NGC 1309는 우리은하와 마찬가지로 위나 아래에서 볼 때 회전하는 바람개비처럼 생겼습니다.

초신성은 별의 크기와 구성, 폭발의 힘에 따라 다양한 종류로 나눠집니다.

일반적인 초신성은 ‘la 형’으로 폭발 후에 행성이 사라집니다. 그러나 이번 ‘좀비 행성’은 ‘lax 형’으로 백색왜성이 폭발 후에도 살아남을 가능성이 있다는 걸 보여주는 증거입니다. 백색왜성이 파괴되지 않고 ‘죽지 않은’ 잔해를 남기는 것이죠.

맥컬리는 “이런 이유로 우리는 이 천체들을 ‘좀비 행성’이라고 불렀습니다. 이 천체들은 죽었지만, 아직 죽지 않았죠. 이 좀비 행성이 초신성의 실제 물리학을 설명해 주는 것이기에 흥미롭습니다”라고 말했습니다.

지금까지 과학자들은 이런 유형의 초신성 50개를 발견했지만, 아직까지 살아남은 ‘좀비 행성’을 정확히 찾아낼 수 없었습니다. 그렇기에 이번 발견은 과학계에 큰 의미로 남게 될 것입니다.

지구가 있는 우리은하계의 태양 또한 백색왜성이 될 운명입니다. 백색왜성은 약 97%의 별들의 운명인데요, 태양이나 큰 규모의 별들의 경우 수명이 다하게 되면 중심핵의 연료가 떨어져 백색왜성으로 붕괴하기 시작합니다. 이 과정에서 별의 바깥층은 구름 모양의 성운으로 부풀어 오릅니다. 그리고 남은 핵이 백색왜성이 됩니다.

그리고 우리 태양의 경우, 초신성이 될 때 물질을 제공하는 연료가 되어줄 동반 행성이 없기 때문에 좀비 행성이 될 수 없습니다.

지금까지 에포크픽이었습니다.

 

 
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