초신성 폭발 비밀 풀 천체 적외선 관측 이미지 첫 공개

NASA, 제임스웹우주망원경 근적외선카메라 관측결과 공개

SN1987A. NASA 제공

미국항공우주국(NASA)이 제임스웹우주망원경(JWST)의 근적외선카메라로 관측한 초신성 'SN1987A'의 이미지를 31일(현지시간) 공개했다. 별의 진화 마지막 단계에 이른 항성의 구조를 구체적으로 들여다 볼 수 있는 가능성이 열린 것이다.

제임스웹우주망원경의 근적외선 카메라(NIRCam)로 촬영한 이번 이미지에선 SN1987A의 중심에서 뿜어져 나오는 빛이 뚜렷하게 드러났다.

초신성은 마지막 진화 단계에 들어선 별이 죽으면서 일시적으로 대량의 에너지를 방출해 평소보다 수억 배 밝게 빛나는 현상을 말한다. 초신성 SN1987A는 1987년 2월 처음 관측된 초신성으로, 지구에서 16만8000광년 떨어진 대형 은하인 마젤란은하에 위치해 있다. 감마선 등 우주의 파장을 연구하는 데 자주 활용됐다. 

SN1987A의 구조 설명. NASA. ESA, CSA

JWST의 이번 촬영본은 처음으로 적외선 카메라를 사용해 SN1987A를 찍은 것이다. SN1987A 중심부에 있는 '키홀(keyhole)'의 구조가 선명하게 드러났다. 초신성이 폭발하면서 뭉친 가스와 먼지로 가득찬 부분이다. 먼지의 밀도가 너무 높아 어떤 근적외선 빛도 침투할 수 없기 때문에 '어두운 구멍'처럼 보인다.  

밝게 빛나며 키홀을 둘러싸고 있는 '적도 고리(equatorial ring)는 초신성 폭발이 일어나기 수만 년 전 분출된 물질로 이뤄졌다. 고리를 자세히 들여다보면 내부의 파란색 고리와 바깥의 주황색, 노란색 고리로 이뤄져 있다. 파란색은 파장이 1.5미크론(㎛)인 근적외선의 빛, 주황색과 노란색은 파장이 3.23~4.05미크론(㎛)인 중적외선의 빛을 나타낸다. 

NASA는 특히 이번 JWST가 촬영한 이미지에서 '초승달 구조'가 처음 관측됐다고 밝혔다. 사진상 키홀의 왼쪽부터 오른쪽까지 반쯤 둘러싸고 있는 희미한 구조를 말한다. 초신성 폭발로 분출된 기체가 만든 외층의 일부인 것으로 추정되는 부분이다.

NASA는 "초신성 최초 발견 이후 수십 년 간 연구가 진행됐음에도 아직 초신성 폭발의 여파로 형성된 중성자별 등의 수수께끼가 풀리지 않았다"며 "JWST의 근·중적외선 카메라를 통해 앞으로 새로운 통찰력을 얻을 수 있을 것이라고 기대한다"라고 밝혔다. 
 

[박건희 기자 wissen@donga.com]