화제의 연구

“580년 전 세종실록 속 ‘객성’은 신성 폭발”(네이처지)

입력 : 2017.08.31 10:24 ㅣ 수정 : 2017.08.31 10:24

폰트 확대 폰트 축소 프린트하기

▲ 600년 전 조선의 천문학자들이 관측하고 기록을 남긴 전갈자리 꼬리 부분에서 발견된 신성. (사진=NASA)



미국을 포함해 6개 나라 천문학자로 구성된 국제 연구팀이 580년 전 조선 천문학자들이 남긴 기록을 바탕으로 신성의 기원과 진화 과정을 규명하는 데 성공했다. 서양 과학자들이 동양의 역사문헌에 나타난 옛 기록을 바탕으로 천문 현상의 기원을 규명한 것은 매우 이례적이다.

영국 데일리메일이 지난 30일(현지시간) 보도한 내용에 따르면 미국 자연사박물관과 영국 리버풀존무어대, 폴란드 과학아카데미 등이 참여한 국제연구진은 작년에 관측한 별이 세종실록에 기술된 객성(客星·손님별)'과 동일한 별임을 확인하고, 관측기록을 통해 이 별에서 '신성'(新星·nova) 현상 등이 일어났음을 찾아냈다.​

신성이란 폭발변광성의 하나로, 잘 보이지 않던 어두운 별이 갑자기 밝아져 수일 내에 빛의 밝기가 수천 배에서 수만 배에 이르는 별을 말한다.



연구진은 1934년, 1935년, 1942년에는 이 별이 왜소신성 현상을 일으켰다는 사실도 확인했다. 그간 신성 폭발이 일어나고 다음 신성 폭발이 일어나기까지 별이 어떤 상태를 지나는지 알지 못했는데, 이 사이에 왜소신성이 수차례 발생한다는 것을 최초로 확인한 것이다.

지난해 6월 연구진은 전갈자리에 있는 한 별을 둘러싼 가스 구름을 관측했다. 또 이 별에 대한 1919∼1951년의 관측 기록을 미국 하버드대에서 찾았다.

▲ 칠레 라스 캄파나스 천문대가 지난해 촬영한 ‘노바 스코피 1437’의 신성 잔해. 당시 신성폭발 이후 분출된 고온 가스가 초속 수천㎞ 속도로 확산되는 모습이다.(사진=K. Ilkiewicz and J. Mikolajewska)



연구진은 이 기록들을 바탕으로 별이 움직인 방향과 속도를 계산한 결과, 조선의 천문학자들이 1437년 세종실록에 기술한 별과 동일한 것임을 확인했다.

​1437년(세종 19년) 3월 11일 조선의 천문학자들이 우리은하에서 ‘객성’ 하나가 출현한 것을 관측했다. 여러 세기가 흐른 현재, 과학자들은 그 객성이 사실 동반별로부터 물질을 흡수한 백색왜성이 마침내 중력붕괴로 폭발하는 이른바 ‘신성 폭발’이라는 사실을 발견했다.

백색왜성은 거대한 별이 죽은 후 남기는 고밀도의 별로 엄청난 중력을 갖고 있는데, 그 중력으로 가까운 동반별의 물질을 끌어당겨 자신의 표면 위로 차곡차곡 쌓아가다가 이윽코 한계질량에 이르면 폭발로 표피층을 날려버리는 유형의 별이다. 이때 내뿜는 초신성 빛의 강도는 엄청난데, 조선의 천문학자들이 발견한 신성의 밝기는 태양의 30만 배에 이르는 것으로 추정된다.

당시 ‘신성 출현’은 전갈자리에서 나타난 것으로, 국립 천문대인 관상감 학자들이 발견해 세종실록 76권에 “객성(客星·손님별)이 처음에 미성(尾星)의 둘째 별과 셋째 별 사이에 나타났는데, 셋째 별에 가깝기가 반 자 간격쯤 되었다. 무릇 14일 동안이나 나타났다”(세종 19년 2월 5일/1437년 3월 11일)고 기록되어 있다. 이 기록에 나타난 '객성'은 '신성' 현상을 가리킨다.

객성은 밝게 빛나다가 차츰 어두워지더니 14일 후에는 사라졌다. 초신성 폭발의 잔해는 백색왜성의 주위로 거대한 행성상 성운을 이루고 있지만 맨눈으로는 보이지 않는다.

이번 연구를 이끌고 있는 미국자연사박물관의 마이클 새러 박사는 이 신성은 2500년에 이르는 한국과 중국, 일본의 천체관측 기록들 중 최초로 확인된 사례라고 밝혔다.

백색왜성을 동반별로 갖고 있는 쌍성계에서 일어나는 신성 폭발은 백색왜성은 지구만한 크기이지만 태양 질량에 맞먹는 엄청난 질량이 응축된 별로, 근처에 동반성을 갖고 있을 경우 그 별의 물질을 빨아들여 수천 년의 주기로 반복적인 신성 폭발을 일으키게 된다. 또한 신성폭발 주기 사이에는 신성보다 폭발 규모가 작은 ‘왜소신성’(dwarf nova) 현상도 있다.현재 전갈자리 신성은 왜소신성 상태에 있다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

페이스북 트위터 카카오스토리 밴드 블로그