이스라엘 와이즈만 과학연구소(Weizmann Institute of Science)는 최근 이 연구소와 미국 노스웨스턴대학교가 이끄는 연구팀이 실리콘, 황, 아르곤 등 중원소가 풍부한 새로운 초신성을 발견했다고 성명을 발표했다. 연구자들은 이전에 일부 초신성에서 수소나 헬륨과 같은 가벼운 원소의 특성만 관찰했습니다. 이번 발견은 과학자들이 거대한 별의 깊은 내부 구조를 탐구하는 데 도움이 됩니다.
연구팀은 지구에서 약 22억 광년 떨어진 지역에서 SN2021yfj라는 이름의 초신성을 관찰했습니다. 이전에 관측된 초신성과 달리 SN2021yfj의 스펙트럼 신호는 다량의 실리콘, 황, 아르곤이 존재하는 것이 특징입니다. 연구팀은 이 초신성이 거대한 별이 스스로 찢어진 결과일 수 있다고 믿고 있는데, 이는 별이 폭발하기 전에 외층을 잃어버리고 깊은 "해골"만 남았음을 의미합니다. 이는 연구자들에게 별의 "양파 같은" 층 구조를 검증할 수 있는 증거를 제공합니다.
거대한 별은 양파와 비슷한 층 구조를 가지고 있습니다. 가장 바깥쪽 레이어는 주로 가장 가벼운 요소로 구성됩니다. 레이어가 안쪽으로 이동함에 따라 요소는 핵심에 도달할 때까지 점점 더 무거워집니다. 초신성은 거대한 별의 진화가 끝날 때 발생하는 격렬한 폭발입니다. 지금까지는 수소나 헬륨 같은 가벼운 원소의 흔적만 발견됐다.
팀에 따르면 별의 가장 깊은 부분까지 완전히 벗겨진 별이라도 여전히 눈부신 폭발을 일으킬 수 있다고 합니다. 이 현상은 별이 폭발하기 전에 극도로 격렬한 물질 방출을 경험했다는 사실과 관련이 있을 수 있습니다. 별은 자체 중력에 의해 붕괴되고 핵은 더욱 압축되고 가열되어 격렬한 핵융합 반응을 일으키고 중원소가 풍부한 물질을 방출합니다. 방출된 여러 조각의 물질이 서로 충돌하여 유난히 밝은 초신성 폭발을 일으킬 수도 있습니다.
성명서는 새로 발견된 초신성은 우주에 있는 무거운 원소의 기원을 밝히는 중요한 단서를 제공한다고 말했습니다. Weizmann Institute of Science의 Gal Yam 교수는 무거운 별의 내부 층이 실리콘과 황과 같은 핵심 원소의 중요한 공급원일 수 있다고 믿습니다.
관련 연구 결과가 영국 잡지 네이처(Nature)에 게재됐다.