단기간에 밝아지는 초신성급 천체 포착
2022-07-21 22:23

일반적으로 알려진 초신성보다 훨씬 밝고 광도가 급속도로 올라가는 미스터리한 천체가 발견됐다.

일본 도쿄대학교 총장 직속 기관 ‘카블리 수학물리우주연구기구(Kavli IPMU)’는 최근 공식 웹사이트를 통해 미국 하와이 마우나케아천문대 스바루망원경으로 잡아낸 특이한 천체를 공개했다.

‘Kavli IPMU’의 장지안(강계안, 중국) 연구원이 이끄는 연구팀은 2020년 12월 11일 고래자리 방향에서 전자파 세기가 돌발적으로 증가하는 천체를 특정했다. 당시 국제 탐사 프로젝트 ‘MUltiband Subaru Survey for Early-phase Supernova’를 진행 중이던 연구팀은 천체 이름을 ‘MUSSES 2020J’로 정했다.

강계안 연구원은 “초신성 폭발 같은 돌발적 천체는 언제 어디서 나타날지 알 수 없어 발견하기 어렵다”며 “스바루망원경의 초광시야 주초점 카메라(Hyper Suprime-Cam, HSC)’를 사용하는 MUSSES 프로젝트는 이런 천체를 발생 직후 검출하는 것을 목적으로 했다”고 전했다.

사진 위부터 시계 반대 방향으로 '블랙홀에 의한 조석파괴현상' '마그네타의 고에너지에 폭발하는 초신성' '별 주변 물질들의 충돌로 빛나는 맥동전자쌍생성 초신성'. 이 세 가지가 FBUS의 원인으로 지목됐다. <사진=도쿄대학교·Kavli IPMU·스바루망원경 공식 홈페이지>

연구팀에 따르면 증광이 막 시작되기 전 단계에 포착된 ‘MUSSES 2020J’는 관측 중 급속히 밝아졌다. 추적 관측 결과 ‘MUSSES 2020J’는 약 82억 광년 후에 발생한 현상으로 일반 초신성에 비해 약 50배나 밝아진 것으로 판명됐다. 이런 특징은 2018년 6월 발견된 ‘AT 2018 cow’와 흡사했다.

강계안 연구원은 “이런 종류의 천체는 극히 우연한 기회에 포착되고 있다”며 “천체가 급속히 밝아지는 특징 때문에 발생 직후 상태 관측이 매우 어렵기도 하다”고 설명했다.

이어 “‘MUSSES 2020J’나 ‘AT 2018 cow’는 피크 시 광도가 초고휘도 초신성, 즉 일반 초신성 대비 10배 이상 밝아지는 초신성에 필적하면서, 밝기가 단시간에 급속히 증가한다”고 덧붙였다.

연구팀은 이런 천체에 ‘FBUS(Fast Blue Ultraluminous Transient)’라는 공통 명칭을 붙이자고 제안했다. ‘FBUT’의 발생 원인은 아직 불명이지만 현재로서는 매우 활동적인 고밀도 천체와 비슷하며, 다음 세 가지 가능성이 유력하다는 게 연구팀 입장이다.

해발 약 4200m 높이의 마우나케아산 정상에 자리한 스바루망원경(맨 왼쪽). 이곳에는 11개국 13개 천문대가 운용되고 있다. <사진=pixabay>

①블랙홀에 너무 접근한 항성이 조석력에 의해 파괴되는 조석 파괴 현상
②질량이 큰 별의 붕괴에 의한 블랙홀이나 마그네타(magnetar, 표면 자기장이 강한 중성자별)의 형성
③맥동형 전자쌍생성 초신성에서 방출된 물질과 별을 둘러싼 물질들의 상호작용

일본 국립천문대가 운용하는 스바루망원경은 8.2m급 반사망원경을 보유했다. 단일 반사경식 망원경으로는 세계에서 가장 커 다양한 천체 탐사에 이용된다. 연구팀은 수수께끼에 찬 ‘FBUT’의 기원을 규명하기 위해 앞으로도 스바루망원경 HSC를 사용해 탐사 및 분석을 계속할 예정이다.

정이안 기자 anglee@sputnik.kr 

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