천문학자들은 백색왜성에서 발생한 폭발인 Ia형 초신성의 전파를 처음으로 관찰했습니다. 이는 백색 왜성이 어떻게 폭발하는지에 대한 중요한 단서를 제공합니다. Ia형(One-A) 초신성은 백색 왜성의 핵폭발입니다. 이러한 유형의 초신성은 널리 알려져 있습니다. 천문학자들은 이러한 초신성을 사용하여 우주적 거리와 우주의 팽창을 측정합니다. 그러나 Ia형 초신성의 폭발 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다.
고독한 백색 왜성은 폭발하지 않으므로 근처 동반성으로부터 질량이 부착된 것이 폭발을 일으키는 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 부착된 물질은 동반성의 외층이므로 주로 수소로 구성되어 있지만, 백색 왜성이 외부 수소층을 잃은 동반성으로부터 헬륨을 부착하는 것도 가능하다고 생각됩니다.
백색 왜성이 동반성에서 물질을 벗겨낼 때, 그 물질 모두가 백색 왜성에 떨어지는 것은 아닙니다. 일부는 쌍성계 주위를 도는 물질의 구름을 형성합니다. 백색 왜성이 항성 주위 물질 구름 속에서 폭발할 때, 폭발로 인한 충격파는 항성 주변 물질을 통과하여 원자를 자극하여 강렬한 전파를 방출할 것으로 예상됩니다. 그러나 많은 Ia형 초신성이 항성 주위의 물질 구름 속에서 폭발하는 것이 관찰되었지만, 천문학자들은 지금까지 Ia형 초신성과 관련된 전파 방출을 관찰하지 못했습니다.
쌍성계의 예술적 인상: 조밀한 백색왜성은 고밀도의 먼지가 많은 주변성 물질로 둘러싸인 헬륨이 풍부한 동반성으로부터 물질을 흡수합니다. 강력한 무선 신호를 생성하고 SN2020eyj의 광학 스펙트럼에서 뚜렷한 헬륨 선을 형성하는 것은 폭발한 별과 동반성의 남은 물질 사이의 상호 작용입니다. 출처: Adam Makarenko/W.M. 켁 천문대
스톡홀름대학교와 일본국립천문대(NAOJ) 소속 국제 연구팀이 2020년 폭발한 Ia형 초신성을 자세히 관찰했다. 초신성이 주로 헬륨으로 구성된 항성주위 물질로 둘러싸여 있다는 사실을 발견하고 초신성에서 전파를 탐지하는 데 성공했다. 관측된 전파 강도를 이론 모델과 비교한 결과, 원시 백색 왜성은 연간 태양 질량의 약 1/1000의 비율로 물질을 강착하는 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 외층이 주로 헬륨으로 구성되어 있는 동반성으로부터 질량이 강착되어 발생한 최초의 확인된 Ia형 초신성입니다.
헬륨이 풍부한 Type Ia 초신성에서 나오는 전파를 관찰하면 Type Ia 초신성의 폭발 메커니즘과 폭발 전 조건에 대한 이해가 깊어질 것으로 기대됩니다. 이제 팀은 폭발을 초래한 진화 과정을 밝히기 위해 다른 Ia형 초신성에서 발생하는 무선 방출을 검색할 계획입니다.
이 결과는 Kool 등이 "Aradio-Detected Type Iasupernovawithhelium-richcircumstellarmaterial"이라는 제목으로 Nature 저널에 게재되었습니다.