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한 겹씩 ‘벗으며’ 폭발하는 초신성



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스피처 망원경으로 관측한 카시오페이아 A. 녹색과 노란색, 붉은색 부분이 중간층 물질에 해당한다. (사진출처 : NASA)


카시오페이아 A의 내부 밝혀져
이제껏 잘 알려지지 않았던 초신성의 폭발 과정과 내부 구조가 밝혀졌다.

미네소타 대학교의 연구팀은 미항공우주국(NASA) 스피처 망원경의 적외선 감지장치로 초신성 카시오페이아 A를 관측한 결과를 ‘아스트로피지컬’지 11월 20일자에 발표했다.

카시오페이아 A는 약 11000광년 밖에 위치해 있으며 325년 전 폭발을 일으킨 비교적 ‘젊은’ 초신성이다. 카스 A로 불리는 이 초신성은 다른 별처럼 층상구조로 이루어져 있다가 이 구조를 보존한 채 폭발했다는 의견이 지배적이었다. 그러나 이 의견을 뒷받침할 만한 증거가 제대로 발견되지 않았다.





별이 폭발하면 별을 이루고 있던 물질이 폭발 당시 발생한 충격파와 충돌해 열을 발생한다. 별의 바깥층에 있던 물질들은 충격파와 빨리 만났기 때문에 오래 달궈져 온도가 높다. 그러나 충격파와 늦게 충돌해 아직 온도가 낮은 중간층의 물질은 적외선으로만 관찰된다. 가시광선이나 X선을 이용한 지금까지의 관측에서는 온도가 높은 몇몇 층만 보였기에 초신성 내부의 층상구조를 확인하기가 어려웠다.

연구팀은 이 문제를 풀기 위해 스피처 망원경을 이용해 카스 A의 폭발 잔해들의 온도 분포를 확인했다. 적외선 탐지 결과 이들은 지금까지 보이지 않았던 저온의 중간층 물질들을 새로이 발견할 수 있었다.

연구팀은 이번 연구로 카스 A가 양파 같은 내부 구조를 그대로 간직한 채 한 겹씩 질서정연하게 ‘폭발’하고 있음을 확인했다. 미항공우주국 스피처 과학 센터의 윌리엄 리치 박사는 “연구 결과를 통해 별의 폭발 과정을 재구성할 수 있었다”며 “별 내부의 층이 떨어져나가는 속도는 폭발 시작 지점에 따라 조금씩 다른 것 같다”고 밝혔다.



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