초신성 10배 밝은 별!~ 80억 광년 밖에서 가장 강력한 폭발 관측

주변 물질을 빨아들이는 블랙홀 상상도

세상에서 가장 밝은 별은 '초신성'이라고 알려져 있는데요. 이번에 우리가 살고 있는 지구로부터 무려 80억 광년 밖에서....(그러니까 빛의 속도로 80억 광년을 가야 한다는 건데요.. 우리의 상상 범위를 초월해 있습니다) 가장 강력한 우주 폭발을 관측했다고 합니다.

 

저는 항상 이런 정보를 가장 쉽게 전달해 드리고 싶습니다.

그래서 알기 쉽게 말씀드리면요... 물질이 밀도가 높을 수록, 그 중력이 커지겠지요? 그리고 중력이 커지면 더욱 많은 물질을 끌어들일 것입니다.

 

이런 과정을 통해서 동그란 '별'들이 만들어지는데요. 우리 지구 같은 곳은, 그렇게 커다란 별이 아니라서 스스로 빛을 내지도 못하고... 그냥 차가운 돌덩어리 같은 모습을 하고 있습니다.

하지만 우주의 탐욕적인 별들은... 물질을 엄청나게 빨아들이기 시작합니다. 덩치가 커서, 계속 근처의 가스나 물질을 빨아들이고, 점점 커집니다.

 

그렇게 커진 별들은, 내부에서 화학반응이 일어나죠. 그렇게 핵융합이라는 것이 일어나고, 그 핵융합 에너지는 엄청난 열과 빛을 뿜어냅니다.

우리 태양이 바로 그런 존재인데요.

 

그런데 태양은 우주에서 봤을 때 그렇게 큰 별은 아닙니다. 그래서 수소의 핵융합으로 태양에너지를 뿜어내고, 지구는 그것의 혜택을 입고 있지요.

 

그런데 태양보다 더욱 많은 물질이 모여든다면 어떻게 될까요. 우리 상상으로는 생각하기 힘들지만... 그런 별들이 가능하지 말라는 법이 없습니다.

더욱 많은 물질이 모여들면 중성자 별이라는 것도 생기고, 초신성이라는 것도 생기고, 블랙홀이라는 것도 생깁니다.

 

그 중에서 초신성은 엄청나게 밝은 빛을 뿜으면서, 자기 압력에 의해 붕괴하고 맙니다. 그 밝기가 너무 밝아서, 우리 은하계의 모든 별을 합친 것보다 더 밝습니다. 그리고 그 밝기는 일정해서, 항상 '표준 촛불'로 쓰이죠.

 

그러니까 초신성이 어딘가에서 폭발하면, 우리는, '아 저것은 초신성 폭발이군!'하고 바로 알아챌 수 있습니다. 그 유형이 일정하니까요. 자, 재밌는 건, 만약 초신성이 어딘가에서 폭발했다면, 그 성질이 일정하고 밝기도 일정하니까, 바로 그것을 기준으로 그 지역과 우리 지구의 거리를 측정할 수 있다는 것입니다!

 

참 재미있는 현상이죠? 그런데 이 초신성은 내부의 중력이 너무나 크기 때문에, 태양이 기껏 헬륨 정도를 만들어내는 것에 비해서 엄청나게 무거운 물질을 만들어낼 수 있습니다. 

탄소를 비롯하여, 그것보다 무거운 원소를 만들어낼 수 있지요. 그런 원소들 덕분에 우리 생명체가 존재할 수 있는 것입니다.

 

그래서 초신성 폭발이 우리 생명의 요람이라고 말하는 것입니다.

 

서설이 길었는데요. 이렇게 무겁고 큰 별들의 폭발은 정말 엄청난 영향을 줍니다. 19세기에 우리 은하로부텨 엄청나게 먼 거리에서 초신성이 폭발한적이 있는데요. 러시아에서 태양 옆에 이런 초신성이 며칠 동안 빛났다는 기록도 있습니다.

 

이번에 제가 소개해 드릴 폭발은, 우리 지구로부터 무려 80억 광년 떨어진 곳에 있는 별입니다.

 

빛의 속도... 1초에 지구 일곱바퀴 반을 도는 그런 어마어마한 속력으로도.... 무려 80억 년을 가야한다는 말입니다.

 

그 말은, 이 별이 지금으로부터 무려 80억년 전의 모습이라는 뜻이지요. 80억년 전이면... 지구가 탄생하기도 전의 모습입니다.

 

정말 대단하지 않습니까. 지금 과학이 발달해서 이런 미약한 빛의 모습을 포착할 수 있는 것입니다. 그럼 소식 함께 보시지요^^

 

항성이 진화의 마지막 단계에서, 엄청난 폭발력으로 강력한 빛을 내는 '초신성'(supernova)보다 10배나 더 밝은 역대 가장 강력한 우주 폭발이 포착되었습니다! 진짜 우주의... 불꽃놀이라고 할 수 있네요!

 

이 폭발은 항성이 초대질량블랙홀로 빨려 들며 파괴되는 '조석파괴현상'(TDE) 중 가장 밝았던 것보다 3배나 더 밝은 것으로 제시됐습니다.

지구에서 80억년 멀리에서도 관측될 정도인데.... 만약 지구로부터 가까운 곳에서 폭발했다면.. 지구는 그냥 증발해버렸을 것입니다.

 

전남친, 전 여친에게 이불킥 문자를 날리고 그 답장이 오기도 전에 모든 존재가 멸망하는 것이죠! 

 

어쨌든 영국 사우샘프턴대학에 따르면 이 대학 천문학자 필립 와이즈먼 박사가 이끄는 연구팀은 약 80억 광년 밖에서 포착된 우주 폭발 'AT2021lwx'를 관측한 결과를 영국 '왕립천문학회 월보'(MNRAS)에 발표했습니다.

초신성이 몇개월만에 사라지는 것과 달리 AT2021lwx'는 현재까지 3년째 지속 중이라고 합니다.

 

연구팀은 이것이 초대질량블랙홀이 태양보다 수천배 더 큰 거대한 가스구름과 접촉하면서 거칠게 작용하고, 일부는 빨아들이고 일부는 남은 가스와 블랙홀 주변 도넛 형태로 모여 있는 먼지에 충격파를 주면서 만들어냈다고 보고 있습니다.

이런 현상은 극히 드물고, 또 이렇게 이례적인 규모는 처음이라고 합니다!

 

지난해 감마선 폭벌안 GRB 221009A가 순간적으로 가장 밝은 빛을 낸 것으로 관측됐지만 오래 지속하지 않아 전체적인 폭발 에너지는 AT2021lwx에 훨씬 못 미치는 것으로 제시됐습니다.

 

AT2021lwx는 지난 2020년 미국 캘리포니아주 팔로마천문대의 광역 천체 관측장비인 '츠비키 순간포착 시설'(ZTF)에 처음 포착됐으며, 지구근접 천체를 감시하는 광역 망원경 체계인 '소행성 충돌 최종 경보시스템'(ATLAS)에도 잡혔습니다.

와이즈먼 박사는 "초신성을 찾아내는 탐색 알고리즘에 잡혀 존재를 알게됐다"고 합니다.

그리고 "대부분의 초신성과 TDE는 두 달 정도면 사라지는데 추가적으로 2년 더 빛나고 있어 아주 이례적"이라고 했습니다.

 

연구팀은 분광 분석을 통해 광원과의 거리와 밝기를 측정했는데, 우주에서 이 정도를 밝기를 가진 것은 초대질량블랙홀이 초고속으로 주변 가스를 지속해서 빨아들이는 '퀘이사'(準星) 밖에 없는 것으로 제시했습니다.

논문 공동저자로 참여한 마크 설리번 교수는 이와 관련, "퀘이사는 밝기는 오르락내리락하는데 지난 10년간 관측 기록에서 AT2021lwx는 전혀 보이지 않다가 갑자기 우주에서 가장 밝은 빛으로 나타났으며, 이는 유례없는 것"이라고 했습니다.

 

한마디로... 이 세상의 별은, 우리가 생각하는 것은 여러 '단계'로 구분하지만, 그 중간의 영역이 존재할 수 있다는 것입니다. 초신성보다도 밝고 중력이 강하지만, 블랙홀보다는 약한 천체들이 존재할 수 있다는 것이겠지요. 이렇게 중간지대가 존재할 수 있을 것입니다.

 

이런 폭발을 일으킨 원인을 놓고 여러가지 가설이 제기되고 있지만 연구팀은 대부분이 수소인 아주 큰 가스나 먼지 구름이 블랙홀 주변 궤도에서 떨어져나와 빨려들면서 생긴 현상이라는 것에 가장 큰 무게를 두고있습니다.

연구팀은 X선을 비롯한 다른 전자기파를 이용한 관측 자료 수집에 나섰으며, 개선된 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 폭발 원인과 관련된 가설 검증을 진행할 계획입니다.