윌 던햄이 각본을 맡은 작품
워싱턴, 7월 21일 (로이터) – 우리 태양과 달리 우주에서 가장 큰 별 대부분은 단독으로 발생하지 않고 소위 이진계의 또 다른 별과 함께 태어나 우주 결혼을 통해 중력에 묶여 일생을 보내게 됩니다. 하지만 지구에서든 우주에서든 최고의 결혼도 영원히 지속되지는 않습니다.
과학자들은 연료가 고갈되어 상대적으로 짧은 시간에 격렬하게 폭발하여 성운이라고 불리는 빛나는 가스 구름을 남기고 쌍성계에서 이렇게 거대한 별 두 개가 있다는 증거를 처음으로 발견했습니다. 이러한 별 폭발을 초신성이라고 합니다.
이 두 성운 중 하나는 우리 은하계에서 가장 유명한 성운 중 하나이며, 표면이 촉수가 달린 바다 생물과 닮았기 때문에 해파리 성운이라고 불립니다.
NASA의 페르미 감마선 우주망원경이 16년 이상 관측한 결과, 연구자들은 해파리 성운을 이중 재앙의 일부로 이해하는 데 도움이 되는 상대적으로 가까운 두 번째 성운의 증거를 발견했습니다.
그들은 공식적으로 IC 443이라고 불리는 해파리 성운은 태양보다 질량이 약 15~25배 더 큰 별이 생애 주기 마지막에 폭발하면서 생성되었다고 믿고 있습니다. 그들은 공식적으로 G189.6+3.3이라고 불리는 다른 성운은 태양보다 최소 20배 더 큰 쌍성 동반성의 폭발로 인해 발생했다고 믿고 있습니다.
그들의 생애 동안 두 별은 태양보다 적어도 수만 배 더 밝았던 것으로 믿어집니다. 폭발 후에 그들은 중성자별이라고 불리는 밀도 높은 별의 잔해로 변환되었을 수 있습니다.
둘 다 쌍둥이자리 방향으로 지구에서 약 6,000광년 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 1광년은 빛이 1년 동안 이동하는 거리로, 9.5조km(5조9000억마일)이다.
“드문 기회”
이번 발견은 거대한 별들로 구성된 쌍성계에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다.
“이 시스템은 두 개의 거대한 별의 탄생과 상호 작용, 초신성의 폭발, 그들이 남긴 잔재에 이르기까지 거대한 쌍성의 전체 진화 역사를 재구성할 수 있는 드문 기회를 제공합니다”라고 스탠포드 대학 물리학과의 박사후 연구원이자 화요일 Nature Communications 저널에 발표된 연구의 주요 저자인 Miltiadis Michaelides는 말했습니다.
“대부분의 거대한 별은 쌍성계에서 태어나지만, 두 별이 초신성으로 폭발하여 관측 가능한 잔해를 남기는 쌍은 확인되지 않았습니다.”라고 Michaelides는 말했습니다.
일부 거대한 별은 3개 이상의 별로 구성된 성계에서 탄생하기도 합니다.
두 성운은 뜨거운 가스, 가속된 입자, 초신성에 의해 남겨진 성간 물질의 구조를 확장합니다.
슈퍼스타는 록스타처럼 살아갑니다. 그들은 밝게 태어나고, 열심히 파티를 벌이고, 젊게 죽습니다. 그들은 수백만 년 동안 산다. 이는 태양의 기대 수명인 약 100억 년과는 거리가 멀다.
Michaelides는 “이와 같은 시스템은 쌍성 동반성 존재에 의해 거대한 별의 진화가 어떻게 수정되는지에 대한 직접적인 관측 제약을 제공할 수 있습니다. 이는 항성 천체 물리학의 주요 뛰어난 질문 중 하나입니다.”라고 Michaelides는 말했습니다. “지금까지 이러한 최종 진화 단계에 대한 우리의 이해는 거의 전적으로 이론적 모델과 수치 시뮬레이션에 의존해 왔습니다.”
새로 확인된 성운과 관련된 별은 가장 먼저 폭발한 별이었으며, 폭발로 인해 성운의 짝이 휘청거렸습니다. 연구자들은 두 번의 폭발 사이에 약 20,000~110,000년이 흘렀을 것으로 추정했습니다.
“첫 번째 폭발로 두 사람은 무력화되었고, 살아남은 동료는 폭발할 때까지 계속해서 우주를 이동했습니다.”라고 Michaelides는 말했습니다.
두 별은 지구와 태양 사이의 거리의 몇 배 정도 되는 매우 가까운 궤도를 돌았지만 이제 초신성의 중심은 30~50광년 떨어져 있습니다.
쌍성계가 온전했을 때는 별들이 너무 가까워서 물질이 한 별에서 동반성으로 흘러가는 물질 이동이라는 현상이 일어났을 수도 있습니다.
Michaelides는 첫 번째 별의 폭발이 동반별의 폭발로 직접 이어졌는지 여부는 불분명하다고 말했습니다.
“첫 번째 초신성이 발생했을 때 두 번째 별은 이미 수명이 거의 다 되었을 것입니다.”라고 Michaelides는 말했습니다.
(Will Dunham 기자, Daniel Wallis 편집)
