수백만 년 전 북미와 남미 대륙이 하나로 연결되기도 전에 나이 든 별이 초신성 폭발을 일으키며 사라졌습니다. 지구로부터 약 2,100만 광년 떨어진 곳에서 벌어진 사건입니다. 대규모 폭발 흔적은 일본의 아마추어 천문학자 이타가키 코이치에게 19일(현지시간) 최초로 발견되었습니다. 학계는 코이치가 발견한 새로운 초신성을 SN2023ixf라고 이름 붙였습니다.

그랜트 트렘블레이 하버드 대학교 천문학자는 "2천만 년 전에 폭발한 별에서 방출된 광자들이 우주를 가로지르는 긴 항해 끝에 우리에게 도달했다"며 "우리는 지금 폭발하는 광경을 보고 있지만 사실 별은 2천 만 년 전부터 죽어 있었다"고 설명했습니다.

나사에 따르면 SN2023ixf는 5년 동안 발견된 초신성 중 가장 지구와 가깝습니다. 범위를 지난 10년으로 넓히면 두 번째로 근거리에 위치합니다. SN2023ixf는 천문학자들이 별의 죽음을 연구할 수 있는 드문 기회이기도 합니다. 트렘블레이는 초신성이 맨눈으로 볼 정도는 아니지만 적당한 취미용 망원경으로 감상할 수 있다고 말했습니다.

초신성 현상은 빠르게 사라지기 때문에 관측하고 싶은 사람은 기회를 잡아야 합니다. 그는 "인터넷 커뮤니티 천문학자부터 수십억 달러짜리 대형 우주 망원경까지 전 세계 천문학 집단이 모였다"고 강조했습니다.

SN2023ixf는 큰곰자리 근처 바람개비 은하라는 별명이 있는 M101 속에 자리 잡고 있습니다. M101은 지구에서 정면을 향하는 밝은 나선형 은하로 보입니다. 성단 및 성운 목록을 체계적으로 정리한 메시에 천체 목록에 속해있습니다. 스카이 앤 텔레스코프에 따르면 초신성을 관측하기 위해서 일반인이 구하기 힘든 고급 장비가 필요하지 않습니다. 4.5인치 망원경 정도면 충분합니다. 

초신성을 관찰하려면 근처 천체를 찾아가는 방법을 사용하면 됩니다. 먼저 큰곰자리 하단에 있는 미자르 자리부터 시작합니다. 미자리 자리에서 멀어지는 다섯 별을 따라가면 M101이 보입니다. 좌표로 찾을 수도 있습니다. 망원경에서 적경이 14:03:38.580이고 적위가 +54:18:42.10인 곳을 바라보면 됩니다.

트렘블레이는 "매일 밤 전 세계에서 취미 천문학자부터 슬론 디지털 전천탐사(SDSS) 팀에 이르는 사람들이 M101을 관측한다"며 "언젠가는 발견될 천체였지만 이타가키가 새로운 초신성을 발견해 기쁘다"고 밝혔습니다.

이타가키는 전문과학자가 아닙니다. 하지만 초신성을 관측해 과학 논문을 12편 이상 공동 저술할 만큼 천문학에 열의를 가졌습니다. 이타가키는 과거에도 신규 초신성을 발견한 경력이 있습니다. 그는 2018년 기존 초신성과 상당히 다른 성질을 지닌 SN2018zd을 찾아냈습니다. 트렘블레이는 이타가키가 초신성을 찾는 능력을 마블 영화 속 등장인물인 타노스가 작중 도구인 인피니티 스톤을 찾는 것 같다고 비유했습니다.

이타가키는 초신성을 포착한 후 국제 천문연맹에 보고했습니다. 전문가의 검토를 거친 후 초신성으로 인정받았습니다. 허블 우주망원경과 제임스 웹 우주망원경, 찬드라 엑스레이 천문대 등 주요 망원경 시설에서 SN2023ixf를 관측하기 시작했습니다.

트렘블레이에 따르면 망원경들은 SN2023의 빛을 분석할 것입니다. X선부터 적외선에 이르는 광범위한 파장을 측정할 예정입니다.

과학자들은 빛 자료를 토대로 폭발하며 SN2023ixf를 생성한 별을 이해하고 초신성 종류를 더 정확하게 정의할 수 있습니다. 현재 천문학자들은 SN2023ixf를 II형 초신성으로 분류했습니다. 거대한 별에서 핵융합 과정을 통해 나타납니다. 핵융합 에너지가 더 이상 별 중력에 대항하지 못하는 순간이 오기도 합니다. 그렇게 되면 별의 핵이 붕괴하면서 바깥쪽으로 폭발하게 됩니다.

트렘블레이는 "충격파는 바깥으로 퍼진다"며 "주변에 있는 가스를 뒤흔들면서 다양한 파장으로 이루어진 빛을 발산하게 된다"고 설명합니다. 시간이 지나면서 빛이 어떻게 변하는지 연구하면 초신성을 만든 별의 질량과 구성을 파악할 수 있습니다. 

그는 SN2023ixf 초신성이 금방 사라지겠지만 앞으로 몇 년 동안 연구될 것으로 전망합니다. 또한 새로운 초신성이 주목받으며 "전 세계 사람들이 우주에 관한 경이로움을 공유한다는 점을 보여주는 아름다운 사례"라고 강조했습니다. 트렘블레이는 이를 "먼 은하계에서 폭발하는 별이 사람들의 마음을 환하게 밝혀주었다"고 표현했습니다. 

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 JON KELVEY 기자 & 육지훈 기자