초신성 'SN 1987A'에 의해 생성된 것은 중성자별이라는 연구 결과가 나왔다. 약 40년 전 처음 관측된 'SN 1987A'는 비교적 가까이서 관측할 수 있는 II형 초신성으로 현재도 주목받고 있다.
스웨덴 스톡홀름대학교 천문학 연구팀은 제임스웹우주망원경을 통한 'SN 1987A' 관측 결과를 최근 발표했다. 연구팀은 보고서에서 'SN 1987A'이 일반적인 초신성 폭발에 대한 새로운 시각을 제공할 것이라고 강조했다.
'SN 1987A'는 1987년 2월 24일 황새치자리 방향에서 관측됐다. 갑자기 별이 밝아지는 전형적인 초신성으로, 학자들은 지구에서 약 16만 광년 떨어진 대마젤란은하 내부의 II형 초신성으로 확인했다. II형 초신성은 무거운 항성이 최후를 맞아 발생하는 대폭발이다.
'SN 1987A'는 시등급 2.8로 육안으로 확인 가능할 정도로 밝았다. 이런 초신성은 1604년 관측된 케플러 초신성 이후 383년 만의 일이다. 당연히 많은 학자가 주목했고, 2022년 7월 활동을 시작한 제임스웹우주망원경의 첫 관찰 대상으로 꼽힐 정도였다.
연구팀은 제임스웹우주망원경을 통한 'SN 1987A' 관측 데이터를 분석해 중심부에 있는 천체의 정체를 알아냈다. 조사 관계자는 "제임스웹의 중간 적외선 장치(MIRI)를 사용해 'SN 1987A'의 중심부 물질의 종류나 상태, 위치와 이동 속도를 세세하게 알 수 있었다"며 "이 과정에서 아르곤 원자와 황 원자에서 방출되는 특정 파장의 적외선 관측에 성공했다"고 전했다.
이어 "특히 아르곤 원자는 평소 18개인 전자를 최대 5개 잃을 정도로 고도로 이온화된 원자가 풍부하게 존재하는 것으로 나타났다"며 "일반적인 환경에서 이온화하지 않는 아르곤 원자의 특성을 감안하면, 중심부 주변에서 지극히 고에너지 방사 활동이 있다는 것을 의미한다"고 덧붙였다.
이온화된 원자의 배열과 속도를 근거로 한 시뮬레이션에서 결과와 가장 일치하는 것은 중심부에 중성자별이 존재한다고 가정할 경우였다. 조사 관계자는 "블랙홀 등 기타 가정에 의한 시뮬레이션은 관측 결과와 일치하지 않았다"며 "'SN 1987A'에서 발생한 것은 중성자별일 가능성이 매우 높다고 생각된다"고 전했다.
'SN 1987A'에서 중성자별이 방출하는 고에너지 복사의 영향을 직접 관측한 것은 이번이 처음이다. 학계는 이번 조사 결과가 II형 초신성에 관한 이해를 높이는 한편, 관련 연구를 가속할 것으로 기대했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
