[아하! 우주] 초신성 베텔게우스 폭발 임박…지구의 밤도 환해진다

오리온자리의 1등성인 적색거성 베텔게우스가 별의 생애에서 막바지에 이르고 있다. 이 별이 엄청난 초신성(supernova) 폭발로 마감될 것으로 예측되는 가운데 과학자들은 폭발할 때 과연 어떤 양상을 보일 것인가에 대해 관심을 집중하고 있다.

베텔게우스의 밝기는 지난 100년 이래 가장 낮은 수준으로 떨어졌는데, 일부 과학자들은 이것을 근거로 별이 연료 고갈과 초신성 폭발에 가까워지고 있다는 전망을 내놓았다. 새 연구에서 미국 캘리포니아 대학 산타 바바라 연구원들은 베텔게우스와 같은 맥동 초거성이 죽을 때 발생하는 별 폭발을 모델링하여 이 초신성의 밝기를 예측했다고 성명에서 밝혔다.

UC 산타 바바라의 물리학과 대학원생이자 대표저자인 자레드 골드버그는 “우리는 맥동성이 폭발할 때 맥동의 단계에 따라 어떤 양상을 보일 것인지 규명하고 싶었다”고 밝히면서 “초기 모델은 시간에 따른 맥동 영향을 포함하지 않기 때문에 더 간단하다”고 설명한다.

거대 질량의 별이 중앙에 연료가 소진되면 자체 중력으로 붕괴되어 초신성 폭발을 일으킨다. 연구원들은 베텔게우스의 경우 10만 년 안에 초신성이 될 것으로 추정하는데, 이는 천문학적으로 ‘조만간’에 속한다. 성명에 따르면 이 폭발이 일어나면 전체 은하계가 내는 빛보다 밝은 빛을 내어 지구에서는 몇 주간 밤에도 훤할 것이라고 한다.

초신성의 폭발 강도는 죽어가는 별의 질량, 지름 그리고 총 폭발 에너지에 밀접한 관계가 있다. 특히 맥동하는 별의 경우에는 별의 다른 층들이 서로 반대로 팽창하거나 수축하기 때문에 별이 어떻게 폭발할지 예측하기가 더욱 어렵다. 별의 층이 압축되면 밝기가 떨어지는 반면, 팽창하면 별이 더욱 밝게 빛난다.

베텔게우스를 모델링 할 때, 연구자들은 전체 별이 한꺼번에 맥동하는 것을 발견했다. 이는 별이 죽을 때는 그 별만한 반지름의 정적 별처럼 행동한다는 것을 의미한다. 따라서 성명에 따르면 베텔게우스와 같은 별의 초신성 모델은 맥동을 현상을 보이지 않는 모델과 비슷한 양상을 보일 것으로 예측된다. 새 연구는 2월 28일 천체물리학 저널에 발표되었다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com