강렬한 우주의 빛: 신성, 초신성과 극단 핵 과도현상

신성(novas)은 백색왜성(white dwarf)으로 수소를 비롯한 물질이 유입되면서 급격한 핵반응이 일어남에 따라 별이 밝아지는 현상을 일컫는다. ‘신성’이라는 이름은 새로이 밝은 별이 나타났다는 뜻이다.

초신성(supernova)은 초신성은 태양보다 8~10배 정도 무거운 별이 마지막 순간에 폭발하는 현상이다. 신성(nova)보다 에너지가 큰 별의 폭발, 즉 별의 죽음을 의미하며, 우주에서 발생하는 가장 격렬한 사건 중 하나이다. 초신성 폭발 시에는 단 몇 달 만에 태양이 평생 내뿜을 에너지를 방출할 수 있다.

초신성은 지극히 드물게 나타난다. 별은 수십억 년 동안 타고나서 한순간에 빠르게 죽어버리지만, 폭발하는 별은 매우 드물다. 대부분은 새벽에 장작불이 꺼지듯이 조용히 사라져버린다. 수천억 개의 별로 이루어진 대부분의 은하에서도 초신성 폭발은 수백만 년 만에 한 번 정도 일어난다.

2025년 우주에서 지금까지 관측된 가장 강력한 폭발이 포착되었다는 연구가 발표되었다. 극단 핵 과도현상(extreme nuclear transients, ENT)이 그것이다. 태양 질량의 최소 3배 이상인 별이 초대질량 블랙홀의 강한 인력에 끌려가 찢기면서 발생한 것이다. 보통의 초신성(supernova)보다 100배 강력한 에너지를 방출하고 훨씬 더 오래 지속된다. 기존에 관측되던 조석파괴사건(tidal disruption event, TDE)보다 거의 10배 더 밝다. 조석파괴사건은 은하 중심부에 있는 초대질량 블랙홀에 다가온 별이 엄청난 중력으로 빨려 들어가면서 갈가리 찢기는 현상이다. 이것의 지속 시간은 보통 몇 시간이지만, 극단 핵 과도현상은 몇 년 동안 밝게 유지된다. 이것은 초신성보다 1000만분의 1밖에 안 되어 발견이 어렵다.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt0074