천문학자들은 최근 알려진 우주에서 가장 큰 별 중 하나인 WOH G64가 놀라운 변화를 겪었으며 격렬한 초신성 폭발에 가까워지고 있을 수 있다고 보고했습니다. 이 별은 원래 적색초거성이었으나 현재는 극히 드문 황색초거성 단계로 진화한 것으로 밝혀졌으며, 이는 무거운 별들이 붕괴되기 전의 중요한 전환기로 간주됩니다.
아테네 국립 천문대(National Observatory of Athens)의 Gonzalo Muñoz-Sanchez가 주도한 새로운 연구는 Nature Astronomy에 게재되었습니다. 관찰 데이터에 따르면 WOH G64는 외부 물질을 적극적으로 배출하는 동시에 수축 및 가열되는 것으로 나타났습니다. 과학 연구팀은 거대한 별이 종말에 도달하기 전에 인간이 진화의 짧고 중요한 단계를 목격하고 있을 수 있다고 믿습니다.
1970년대에 발견된 WOH G64는 우리은하를 공전하는 동반은하인 대마젤란운에 있는 변칙적인 물체입니다. 후속 연구에 따르면 이 별은 매우 밝을 뿐만 아니라 반지름이 태양의 1,500배를 초과하여 알려진 가장 큰 별 중 하나가 되는 것으로 나타났습니다. 2024년에 천문학자들은 유럽남부천문대의 초거대망원경 간섭계를 사용하여 처음으로 은하수 밖의 별에 대한 상세한 이미지를 촬영했습니다. 이는 WOH G64를 둘러싸고 있는 두껍고 거대한 먼지 껍질을 명확하게 보여주며, 더욱이 이 별이 격렬하게 질량을 잃고 있음을 확인시켜 주었습니다.
WOH G64는 별의 진화 관점에서 볼 때 추정 연령이 500만 년 미만으로 아직 "젊다". 이에 비해 우리 태양은 약 46억 살이고 "느린 물"의 긴 수명 경로를 따르는 반면, WOH G64와 같은 거대 별은 "크게 태어나 빠르게 타며 젊게 죽는다". WOH G64는 중력의 영향으로 붕괴되고 핵융합이 점화된 거대한 가스와 먼지 구름에서 태어났습니다. 처음에는 태양과 같은 수소 핵융합에 의해 지배되다가 팽창하여 헬륨 연소로 전환되어 적색 초거성 단계에 들어갑니다.
모든 초거성이 황색초거성, 즉 초거성의 "극한 버전"으로 진화하는 것은 아닙니다. 이론적 연구에서는 수소 연소에서 헬륨 연소로의 급속한 전환이 일어나는 동안 극히 무거운 별만이 황색초거성 단계로 진화할 것이라고 지적합니다. 이 전환 동안 별은 외부 물질을 격렬하게 방출하고 핵은 급격하게 수축됩니다. 일단 황색초거성 단계에 진입하면 결과는 거의 확실합니다. 비교적 짧은 시간 내에 눈부신 초신성 폭발로 끝날 것입니다.
새로운 연구는 2014년경 WOH G64의 돌연변이 징후에 초점을 맞췄다. 연구팀은 원래 적색 초거성 표면의 상당 부분이 이 기간 동안 방출되었다고 제안했다. 이 폭력적인 사건의 원인 중 하나는 짝별의 상호 작용일 수 있습니다. 저자는 WOH G64의 스펙트럼을 분석하여 짝별이 있음을 확인했습니다. 쌍성계 내의 복잡한 중력과 물질 교환으로 인해 외층에서 대규모 폭발이 일어났을 수도 있습니다.
그러나 과학 연구자들은 또 다른 더 과감한 가능성도 제안했습니다. WOH G64가 초신성 폭발을 향해 "준비 중"입니다. 이렇게 거대한 별에게 폭발은 피할 수 없는 결과이지만, "카운트다운"이 정확히 언제 끝나는지는 천체물리학에서 항상 어려운 문제였습니다. 한 가지 이론적인 시나리오에서는 현재 관측된 천이가 초신성 이전의 '초항성풍' 단계에 해당한다고 주장합니다. 이 단계에서는 짧은 시간에 격렬한 연료 소비로 인해 별 내부에서 강한 맥동이 발생하여 외부 물질이 대규모로 날아가게 됩니다.
별의 수명은 수천만 년, 심지어는 수백억 년인 경우가 많습니다. 인간이 불과 수십 년 또는 그보다 짧은 시간 안에 이렇게 극적인 진화 과정을 포착하고 기록하는 것은 극히 드뭅니다. 게다가 WOH G64는 은하수 외부에 위치하므로 이 관찰이 더욱 과학적이고 장식적입니다. 과학자들은 운이 좋다면 인간은 평생 동안 WOH G64의 죽음의 순간을 목격하게 될 것이라고 말합니다. 은하계를 가로지르는 장엄한 초신성 폭발은 별이 가득한 하늘을 밝힐 뿐만 아니라 거대한 별의 삶과 죽음의 진화를 연구하기 위한 퍼즐의 핵심 조각을 제공할 것으로 예상됩니다.