우주의 극적인 진화를 초래한 폭발물의 기원을 찾아서

(NLDO) - 다국적 연구팀은 극히 희귀한 "우주 폭탄"인 Ic형 초신성의 기원을 발견했습니다.

폴란드 아담 미츠키에비츠 대학의 천문학자 마틴 솔라와 미할 미할로프스키가 이끈 연구에 따르면, Ic형 초신성의 전구체, 즉 우주의 주요 금속 덩어리가 외딴 괴물이 아니라는 사실이 밝혀졌습니다.

초신성 폭발은 화학 원소로 우주를 풍부하게 하는 데 도움이 됩니다. - 사진: ESO/SCITECH DAILY

Science Alert에 따르면, 우주의 가장 큰 미스터리 중 하나는 모든 금속의 진정한 기원입니다.

그들은 빅뱅 직후에는 존재하지 않았습니다. 그 당시 우주는 수소와 헬륨과 같은 가장 가벼운 원소만으로 이루어진 단조로운 상태였습니다.

별의 핵은 우주의 제련소와 같으며, 간단한 원소가 극한의 온도, 압력 조건에서 더 무거운 원소로 단련됩니다.

별이 죽으면 초신성으로 폭발하면서 원래의 질량보다 훨씬 무거운 금속이 우주로 방출됩니다. 이는 미래 세대의 별이 훨씬 더 무거운 물질을 만들어낼 수 있는 원료를 제공합니다.

그 중 Ic형 초신성은 가장 진보된 제철소 중 하나의 폭발이었습니다.

이러한 현상은 수명이 다한 거대한 별의 핵이 붕괴되면서 발생하는데, 별의 핵에 있는 모든 수소가 융합하여 더 무거운 원소로 바뀌기 때문입니다.

별은 핵심 원소가 너무 무거워져서 추가적인 융합을 위해서는 이전 융합에서 방출된 에너지보다 더 많은 에너지가 필요할 지경에 도달했습니다.

이러한 갑작스러운 에너지 고갈로 인해 외부 압력이 매우 낮아져 별의 핵이 극심한 중력을 받게 되고 극도로 밀도가 높은 중성자별이나 블랙홀로 붕괴됩니다.

그 사이 별의 바깥 부분은 우주로 폭발하는데, 이때 수소와 헬륨이 함께 생성됩니다. 이 둘은 모든 별에 반드시 필요한 원소입니다.

그러나 Ic형 초신성은 수소와 헬륨 없이 폭발하기 때문에 과학자들에게 수년간 수수께끼를 안겨주었습니다.

이제 과학자들은 이러한 유형의 초신성이 매우 강력한 무언가에 의해 생성되었을 수 있다는 것을 발견했습니다. 물질이 방출되면서 더 무거운 금속이 계속 생성되어 수소와 헬륨을 모두 날려버렸기 때문입니다.

가능한 시나리오는 다음과 같습니다.

첫 번째 시나리오는 태양 질량의 약 20~30배인 별이 관련된다. 이 별은 수소와 헬륨을 날려버릴 만큼 강력한 항성풍을 생성할 만큼 충분히 크다.

두 번째 시나리오는 Ic형 초신성인 이중 동반성이 나타나는 경우입니다. 이중 동반성은 폭발하는 별 한 쌍으로, 거성과 태양 질량의 8~15배에 달하는 작은 별로 구성됩니다.

연구진은 Ic형 초신성이 남긴 분자 가스를 조사하여 태양보다 8~15배 더 무거운 별에서 발생하는 II형 초신성이 남긴 분자 가스와 비교했습니다.

결과는 두 번째 시나리오가 타당하다는 것을 보여줍니다.

이번 발견은 우주론에 대한 우리의 이해에 중요한 부분을 제공합니다. 우주의 화학적 진화를 그토록 빠르게 도운 "괴물"이 없었다면 45억 4천만 년 전에 그렇게 풍부한 성분을 지닌 지구가 존재할 수 없었을 것입니다.

출처: https://nld.com.vn/tim-ra-nguon-goc-vat-the-no-khien-vu-tru-tien-hoa-vuot-bac-196241022111324218.htm