은하수 초음속 별의 기원 발견

이스라엘 테크니온 공과대학은 지금껏 관측된 것 중 가장 빠른 별 중 하나인 초음속 백색 왜성의 기원을 발견했다고 발표했습니다. 이 중 일부는 우리 은하수에 위치해 있기도 합니다.

백색 왜성은 지구 크기만 한 매우 뜨겁고 밀도가 높은 핵으로, 별이 죽기 시작한 후 남겨집니다. 이러한 백색 왜성이 우주를 매우 빠른 속도로 이동할 때 "극초음속 백색 왜성"이라고 불립니다. 이러한 백색 왜성이 왜 그렇게 빠른 속도에 도달하는지는 이번 연구 이전에는 미스터리였습니다.

테크니온의 힐라 글란츠 박사가 이끄는 국제 연구팀은 헬륨, 탄소, 산소를 포함하는 두 개의 희귀 백색 왜성(HeCO WD)의 합병에 대한 3D 시뮬레이션을 수행했습니다. 과학자들은 유체역학 모델을 사용하여 아원자 입자와 우주 질량의 약 86%를 구성하는 암흑 물질의 상호작용을 시뮬레이션했습니다.

이러한 시뮬레이션은 두 개의 HeCO 백색 왜성이 충돌할 때 강력한 폭발이 발생하고, 이로 인해 작은 별이 은하수의 중력을 벗어날 수 있을 만큼 빠른 속도로 튕겨져 나간다는 것을 보여줍니다.

구체적으로, 작은 백색 왜성은 더 큰 별에 접근하면서 변형된 후, 충돌하여 더 큰 별의 외피를 폭발시키고, 이어서 핵에서 폭발을 일으킵니다. 이 과정을 통해 주 백색 왜성은 Ia형 초신성으로 변하는 동시에, 부별의 핵은 초당 2,000km 이상의 속도로 방출되는데, 이는 은하계 탈출에 필요한 속도보다 4배 빠릅니다.

글란츠 박사는 "처음으로 백색 왜성 합병 잔해가 초음속 속도에 도달하는 명확한 경로를 보여줬으며, 이는 은하 헤일로에서 관찰되는 뜨겁고 어두운 백색 왜성과 동일한 특성을 갖습니다."라고 강조했습니다.

이번 발견은 은하계를 벗어날 만큼 빠른 별인 '폭주별' 현상을 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 표준 밝기보다 어두운 특이한 Ia형 초신성에 대한 새로운 관점을 제시합니다.

Ia형 초신성은 우주의 거리와 팽창 속도를 측정하는 "우주의 등대"로 사용되므로, 이 현상의 변화에 대한 더 나은 이해는 과학자들이 우주와 원소의 형성 역사에 대해 더 정확한 계산을 내리는 데 도움이 될 것입니다.

"적색편이" 현상은 빛을 방출하는 물체가 멀어지면서 빛의 파장이 늘어나는 현상으로, 우주의 팽창 속도를 측정하는 데 중요한 도구이며, Ia형 초신성은 이를 측정하는 표준 도구입니다.

공동 저자인 하가이 페레츠 교수는 "이번 발견은 초음속 별의 기원을 설명하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 이전에 알려지지 않았던 유형의 항성 폭발을 관찰할 수 있는 문을 열어줍니다."라고 말했습니다.

2D 시뮬레이션만 사용했던 이전 연구들과 달리, 이번 연구는 3D 모델을 적용하여 항성 병합 및 방출 과정 전체를 추적한 최초의 사례입니다. 이를 통해 연구팀은 초음속 백색 왜성, 특히 J0546과 J0927처럼 특이한 온도, 밝기, 속도를 가진 알려진 별의 생성 과정을 더욱 정확하게 설명할 수 있게 되었습니다.

글란츠 박사는 이 연구가 '폭주' 별의 미스터리를 해결할 뿐만 아니라, 희미하고 특이한 Ia형 초신성 형성에 대한 새로운 길을 열어준다고 주장합니다.

해당 연구 결과는 과학 저널 Nature Astronomy에 게재되었습니다.

(베트남 통신/Vietnam+)

출처: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp