허블은 트리거 포인트가 없는 것처럼 보이는 우주 지역에서 이상한 빛의 폭발을 발견했으며, 몇 년 전 천문학자들은 우주에서 새로운 유형의 폭발, 즉 LFBOT(Luminous Fast Blue-Light Transient), 줄여서 FBOT이라는 새로운 유형의 폭발을 공식적으로 설명했습니다. 이름은 파란색 파장에서 밝게 빛나다가 며칠 내에 사라지는 경향이 있는 스펙트럼의 광학 부분에 있는 매우 밝은 섬광입니다.
2016년 이전에는 데이터에서 LFBOT의 몇 가지 예만 발견되었지만 천문학자들은 공통 특성을 기반으로 LFBOT의 기원에 대한 가설 목록을 작성하기 시작했습니다. 주요 후보는 거대 별이 연료 공급을 모두 소진하고 자체 중력에 의해 폭발할 때 발생하는 핵붕괴 초신성이라는 드문 사건입니다.
그런데 모든 것을 뒤집어 놓은 새로운 LFBOT이 등장했습니다. 이 사건은 AT2023fhn, 별명 "핀치"로 명명되었으며, 2023년 4월 10일 Zwicky Transient Facility(ZTF) 망원경에 의해 발견되었습니다. 밝고 푸른색을 띠다가 며칠에 걸쳐 점차 어두워집니다. 그 스펙트럼은 Gemini South Telescope로 분석되었으며 20,000°C(36,000°F)만큼 뜨거운 것으로 추정되었습니다.
허블이 이를 관찰한 후에야 모든 것이 명확해졌습니다. 상징적인 망원경이 우주에서의 위치를 정확히 찾아냈을 때, 일반적인 가정은 더 이상 적용되지 않는다는 것이 분명해졌습니다. 이전 LFBOT는 별 형성이 활발한 은하계에서 발견됐지만 핀치는 가장 가까운 은하계로부터 최소 15,000광년 떨어진 은하수 밖 우주에서 혼자 방황하고 있는 것으로 보인다. 핵 붕괴 초신성에서 죽는 거대 별은 수명이 너무 짧아서 고립된 공간으로 표류할 시간이 충분하지 않습니다.
허블 망원경이 포착한 '핀치' 폭발의 이미지. 빨간색 선은 폭발 원인을 나타냅니다. 가장 가까운 은하계는 15,000광년 이상 떨어져 있으며 천문학자들은 그 원인을 설명할 수 없습니다. NASA, ESA, STScI, A. Chrimes(Radboud University)
이번 연구의 제1저자인 Ashley Chrimes는 “LFBOT에 대해 더 많이 알수록 그들은 우리를 더욱 놀라게 합니다.”라고 말했습니다. "우리는 이제 LFBOT이 가장 가까운 은하의 중심에서 아주 멀리 떨어져서 발생할 수 있으며 핀치의 위치는 모든 종류의 초신성에 대해 예상하는 것과 다르다는 것을 보여주었습니다."
천문학자들은 중질량 블랙홀에 의해 별이 찢겨졌다거나 두 중성자별 사이의 충돌 등 다른 가능한 설명도 고려하고 있다. 중성자별 중 하나가 소위 마그네타라고 불리는 고도로 자화된 버전인 경우 일반 초신성보다 최대 100배 더 밝을 수 있습니다.
Chris는 "이 발견은 답변보다 더 많은 질문을 제기합니다."라고 말했습니다. 가능한 많은 설명 중에서 올바른 설명을 찾으려면 더 많은 작업을 수행해야 합니다. "
제임스 웹 우주망원경을 이용한 후속 관측을 통해 새로운 단서가 드러날 수도 있다고 연구팀은 말했다. 예를 들어, 폭발은 근처 은하계의 외부 헤일로에 있는 구상성단에서 발생할 수 있으며, 이는 블랙홀 가설을 뒷받침할 수 있습니다.
이번 연구는 왕립천문학회 월간고지 저널에 게재됐다.