'실패한 초신성'의 새로운 증거 발견
안드로메다 은하에 위치한 태양보다 10배 이상 큰 별 하나가 최근 지구에서 뚜렷하게 관측된 채 초신성 폭발 없이 블랙홀로 변하는 과정을 통해 '직접 붕괴'(direct collapse) 현상의 강력한 증거를 제공했다. 미국 컬럼비아대 키샬레이 더 교수팀은 과학 저널 '사이언스'에 게재된 연구 결과, 이 별(M31-2014-DS1)이 2014년부터 적외선을 내뿜다가 점차 어두워져 가시광선 영역에서 사라진 것을 분석하여 블랙홀로 변하는 과정을 명확하게 드러냈다고 발표했다.
먼지 뒤에 감춰진 '직접 붕괴'의 비밀
전문가들은, 이 별이 일반적인 초신성 폭발과는 달리 중심핵이 안쪽으로 완전히 붕괴하면서 블랙홀이 된 것으로 분석했다. 직접 붕괴 과정은 내부 에너지가 충분하지 않아 폭발을 일으키지 못하고 별의 중심핵이 점차적으로 수축하는 방식이다. 이러한 과정에서 주변 가스를 끌어들이고, 적외선을 내뿜는 현상이 발생하며, 시간이 지나면서 어두워져 관측하기 어려운 특징을 보인다.
'마지막 모습'을 통해 블랙홀 형성 과정 추적
연구팀은 NASA의 네오와이즈(NEOWISE) 프로젝트 데이터를 분석하여 안드로메다 은하에 있는 거대한 별에서 방출되는 적외선이 3년 동안 점차 강해지고 이후 급격히 어두워지는 현상을 발견했다. 허블 우주망원경과 대형 지상망원경을 이용한 후속 관측에서는 근적외선 영역에서만 매우 희미한 붉은 잔해가 검출되었다. 이는 별이 완전히 사라지고 두꺼운 먼지에 둘러싸인 그림자 같은 존재로 변했다는 것을 시사한다.
블랙홀 연구에 새로운 통찰력 제공
본 연구 결과는 직접 붕괴 형태의 항성 붕괴가 과학자들이 생각했던 것보다 우주에서 더 자주 일어날 수 있음을 보여준다. 이는 블랙홀 형성에 대한 이해를 넓히고, 은하와 별들의 진화 과정 연구에 중요한 통찰력을 제공한다.
출처: 연합뉴스