화살자리의 대격변 변광성 V 사지타에(V Sagittae, V Sge)의 신성이 이르면 수년 내 벌어질 가능성이 제기됐다.
핀란드 투르쿠대학교와 영국 사우스햄튼대학교, 스페인 카나리아천체물리학연구소 공동 연구팀은 이달 10일 관측 보고서를 내고 지구에서 비교적 가까운 근접쌍성이자 대격변성 V Sge가 조만간 신성으로 변모할 가능성을 제기했다.
1902년 발견된 V Sge는 오랜 시간 학자들을 괴롭혔다. 수명을 다한 항성이 유별나게 밝게 빛나는 이유를 제대로 설명하기 어려웠기 때문이다. 오래 계속된 수수께끼는 관측 장비들이 발달하며 서서히 풀렸다.
사우스햄튼대 필립 찰스 박사는 "V Sge의 최신 관측 데이터를 보면, 백색왜성은 쌍성인 젊은 항성으로부터 막대한 가스를 흡수하면서 맹렬하게 불타고 있다"며 "V Sge는 항성 진화의 종말에 다다른 백색왜성과 에너지로 넘치는 젊은 항성의 조합"이라고 설명했다.
V Sge는 대표적인 근접쌍성으로 두 항성이 중력에 의해 질량 중심을 기준으로 타원형 궤도를 그린다. 그 거리가 상당히 가까워 공전 주기가 불과 12.3시간이다. 지구 시간으로 반나절 만에 서로 한 바퀴 돌 정도다.
생명을 다한 V Sge의 백색왜성은 중력이 매우 강해 바로 옆을 도는 항성 외연부의 가스를 마구마구 흡수하고 있다. 두 별이 서로의 중력에 이끌리면서 고속으로 회전하는 관계로 가스가 곧바로 백색왜성에 도달하지는 못한다.
필립 찰스 박사는 "대신 가스는 백색왜성 주위를 소용돌이치듯 회전하며 강착원반을 형성한다. 원반 안에서 가스는 조금씩 안쪽으로 이동하다 시간을 두고 백색왜성 표면에 떨어진다"며 "이때 회전에 의한 마찰이나 압축에 따라 가스의 온도는 매우 높아져 빛이나 X선 형태로 막대한 에너지를 방출한다"고 말했다.
박사는 "V Sge를 구성하는 두 별 사이에는 생명의 균형이 무너진 위태로운 관계가 성립된 듯하다"며 "유럽남천천문대(ESO) 초대형망원경(VLT) 자료를 조사했더니 두 별의 상호작용으로 주변에는 가스와 암흑물질 등으로 찬 고리 형태의 헤일로가 형성됐다"고 덧붙였다.
백색왜성 표면에 가스가 계속 쌓이면 임계점에 다다를 때 핵융합 반응이 폭주한다. 이를 신성이라고 하는데, 백색왜성 자체는 파괴되지 않지만 표면이 격렬하게 날아가면서 별이 몇 배로 밝아진다.
연구팀은 백색왜성이 수년 내에 신성, 그보다 시간을 더 두고 초신성이 될 것으로 추측했다. 지난해 미국 연구팀은 V Sge의 신성이 약 60년 뒤라고 봤는데, 연구팀은 VLT 자료 등을 토대로 그 시기를 훨씬 짧게 계산했다.
만약 이 별이 백색왜성의 최대 질량치, 즉 찬드라세카르 한계를 넘어 태양의 1.46배 정도 질량에 도달하면 별을 안쪽에서 떠받치던 힘이 견디지 못해 자신의 중력으로 짓눌리고 초신성으로 변모한다. 이때는 신성과 달리 항성 자체가 완전히 폭발하며 소멸한다.
필립 찰스 박사는 "V Sge의 백색왜성의 경우 초신성이 되면 보름달과 맞먹는 빛을 발할 것"이라며 "지구에서 낮에도 육안으로 보일 가능성이 있다"고 예상했다.
이어 "이는 현재를 사는 우리가 일생 동안 볼 수 있는 가장 극적인 천문 현상 중 하나가 될 것"이라며 "각종 관측 자료를 보면 V Sge의 백색왜성은 이미 한계에 가까워져 장대한 우주쇼를 육안으로 볼지 모른다"고 전망했다.
정이안 기자 anglee@sputnik.kr
