초신성(supernova)이란 ?

1. 초신성 현상

초신성(supernova) 은 에너지가 큰 별의 폭발을 일컫는 말입니다. 

초신성이 폭발 이후 어두워질 때까지 수주 또는 수개월이 걸립니다. 

이 기간 동안 태양이 평생에 걸쳐서 발생할 것으로 추정되는 에너지만큼의 방사선을 복사하며, 한 개 은하와 비슷한 밝기를 보입니다. 

폭발로 인해서 내부 구성 물질이 분사되는데 그 속도가 30,000Km/s의 속도로서 광속의 1/10까지의 속도가 나옵니다. 

이러한 잔해는 주위에 큰 충격파를 주게 됩니다. 

신성(nova)은 새로운 이라는 뜻입니다. 

 

천구상에 매우 밝은 새로운 별이 나타난 것처럼 보이는 것을 통칭해서 신성이라고 하는데, 그중에서 보통의 신성과는 구별되는 밝기를 가진 것을 초신성이라고 합니다. 

측, 에너지가 큰 별이 폭발을 하면서 수주 또는 수개월간 밝게 빛나게 되는데, 이것을 보고 새로운 별이 나타난 것처럼 보인다고 해서 신성이라고 합니다. 

이러한 초신성 폭발에 대해서 많은 과학자들이 원인을 알기 위해서 노력하나, 아직까지는 정확한 원인은 밝혀진 것이 없습니다. 

 

물론, 죽은 별에 갑작스러움 핵융합 재 점화가 발행했을 수 있다거나, 큰 별의 중심핵이 붕괴되면서 발생할 것이라는 가설은 있습니다. 

이러한 초신성 현상에 대한 연구가 거듭되면서, 최근에는 소리가 초신성의 폭발을 일으킬 수도 있다는 연구 결과가 나왔습니다.

죽어가는 별들이 폭발하기 전에 1초 동안 가청주파수의 펄스파가 발생된다는 것을 컴퓨터 시뮬레이션으로 밝혀냈습니다. 

초신성 현상은 우리 은하 내에서 50년에 한 번 정도 꼴로 발생을 하고 있고, 더 흔한 현상인 적색 신성(red nova) 현상은 10년에 한 번 정도로 발생을 합니다.

 

2. 적색 신성 현상

함께 짝을 지어 돌고 있는 별이 서로의  중력에 의해서 가까워지면서 충돌에 의해 폭발하는 현상이 적색 신성 현상입니다. 

적색 신성은 두 별의 표면이 닿은 채로 함께 움직이는 접촉 쌍성에 의해서 만들어집니다. 

이러한 접촉 쌍성 중 더 크고 무거운 별이 작은 별에 비해서 빠르게 진화하면서 내부의 수소 연료를 소진합니다. 

내부 수소연료를 소진한 큰 별은 더 부풀어 오르게 되고 옆에 있는 작은 별은 이러한 큰 별에 에너지를 빼앗기게 됩니다. 

작은 별이 자신의 전체 질량의 15% 이상을 빼앗기게 되면 이러한 작은 별은 큰 별로 서서히 끌려 들어가게 됩니다. 

결국 두 별은 충돌을 하게 되고 이러한 과정에서 막대한 양의 에너지를 방출하면서 이 접촉 쌍성은 적색  신성이 됩니다.

 

 

 

 

3. 베텔게우스 소동

2019년에 지구로부터 640광년 밖에 있는 베텔게우스 별로 인해서 시끄러운 적이 있습니다. 

베텔게우스는 반지름이 태양의 800배, 질량은 태양의 20배의 적색 초거성입니다. 

이러한 베텔게우스 별이 초신성이 되어 폭발할 것처럼 갑작스럽게 밝기가 어두워지면서 많은 천문학자들의 관심을 끌었었습니다. 

 

2019년 말부터 오리온자리의 왼쪽 어깨에 자리한 베텔게우스가 평소보다 확연하게 어두운 것이 관측되었습니다. 

아래 사진에 보는 바와 같이 왼쪽이 2016년 2월 사진이고, 오른쪽이 2020년 1월 사진입니다. 

평균 밝기가 무려 36%나 더 어둡게 관측되면서, 많은 사람들은 베텔게우스가 초신성으로서 폭발을 앞두고 나타나는 현상으로 생각했습니다.

그러나 다시 밝기가 회복되면서 해프닝으로 끝이 났습니다.

 

 

올해 나온 베텔게우스 관련 뉴스를 보면,  베텔게우스 별의 표면인 광구의 일부가 대형 폭발로 날아가는 표면 질량 분출을 겪고 서서히 회복 중이라고 합니다. 

2019년에 베텔게우스 내부 깊숙한 곳에서 160만 킬로미터가 넘는 영역에 걸쳐서 용솟음친 대류 기둥이 발생되었습니다. 

이 대류 기둥은 광구의 일부를 대 폭발로 우주로 날려 보내게 되었고, 이러한 물질들이 우주공간에서 식으면서 대형 먼지 구름을 만들게 되었습니다. 

이러한 구름에 의해서 지구에서 베텔게우스를 관찰했을 때 별의 광도가 급격하게 낮게 관측되었던 것입니다. 

이렇게 베텔게우스가 초신성으로 진행될 것이라고 떠들썩했지만, 일부 과학자들은 이 베텔게우스가 초신성이 아니라 적색 신성으로 될 것으로 예측을 하고 있습니다. 

베텔게우스가 쌍성으로 태양 정도의 크기의 동반성을 끼고 있어서 적색 신성으로 죽음을 맞이할 것으로 예측하는 과학자도 있습니다. 

 

감사합니다.