노바 크라운(Northern Crown)의 “새로운” 별인 신성 폭발

T Coronae Borealis로 알려진 3,000 광년 떨어진 별계는 신성 폭발로 인해 2024년 2월부터 9월 사이에 육안으로 볼 수 있을 것으로 예상됩니다. 약 80년마다 발생하는 이 희귀한 사건으로 인해 별은 +10에서 +2까지 빛나게 되어 북극성만큼 빛나게 됩니다. 이 현상은 백색 왜성과 적색 거성을 포함하는 쌍성계 내 열핵 반응의 결과이며, 천문관찰자들이 일생에 한 번 있는 천체 사건을 목격할 수 있는 독특한 기회를 나타냅니다. 이미지 출처: NASA/개념 이미지 연구소/고다드 우주 비행 센터

망원경 없이도 볼 수 있는 T 코로나에 보레알리스(T Coronae Borealis)의 다가오는 초신성 폭발은 두 행성 사이의 우주 춤으로 인해 발생하는 현상인 북극성과 밝기에 걸맞게 빛나면서 2024년에 화려한 천체 쇼를 약속합니다. 백색왜성 그리고 붉은 거인.

지구에서 3000광년 떨어진 곳에 위치한 항성계가 곧 육안으로 보일 것으로 예상된다. 초신성 폭발은 약 80년마다 발생하므로 이는 일생에 한 번 있는 관찰 기회가 될 수 있습니다. T Coronae Borealis(T CrB)는 1946년에 마지막으로 폭발했으며 천문학자들은 2024년 2월에서 9월 사이에 다시 폭발할 것으로 믿고 있습니다.

일반적으로 +10등급이고 육안으로 보기에는 너무 희미한 항성계는 이벤트 기간 동안 +2등급으로 점프합니다. 그 밝기는 북극성 북극성과 비슷할 것이다.

이 신성 애니메이션에서는 적색거성과 백색왜성이 서로 공전하고 있습니다. 적색거성은 빨간색, 주황색, 흰색의 색조를 지닌 커다란 공으로, 백색왜성과 마주보는 쪽이 가장 밝은 색조를 띤다. 백색 왜성은 흰색과 노란색의 밝은 빛 속에 숨겨져 있으며, 이는 별 주위의 강착 원반을 나타냅니다. 확산된 적색 구름으로 나타나는 물질의 흐름은 적색거성에서 백색왜성으로 흘러갑니다. 애니메이션은 백색 왜성을 공전하는 화면 오른쪽의 적색 거성으로 시작됩니다. 적색거성이 백색왜성 뒤로 이동할 때 신성 폭발이 백색왜성을 점화시켜 화면을 백색광으로 채웁니다. 빛이 사라진 후, 방출된 신성 물질의 공은 옅은 주황색으로 나타납니다. 물질의 안개가 걷힌 후에도 작은 흰색 반점이 남아 있는데, 이는 백색 왜성이 폭발에서 살아남았음을 나타냅니다. 출처: NASA 고다드 우주 비행 센터

밝기가 최고조에 도달하면 며칠 동안 육안으로 볼 수 있고, 쌍안경으로 일주일 정도 지나면 다시 어두워지기까지 약 80년 정도 더 볼 수 있습니다.

신성을 기다리는 동안 Butes와 Hercules 근처의 작은 반원형 호인 Corona Borealis 또는 Northern Crown 별자리에 대해 알아보세요. 이곳은 폭발이 “새로운” 밝은 별로 나타나는 곳입니다.

천문관 소프트웨어를 사용하여 생성된 하늘에서 헤라클레스와 그의 강력한 구형 성단이 어떻게 발견되는지에 대한 개념적 이미지입니다. 여름철 일몰 후에 헤라클레스를 찾아보세요! 코로나 보레알리스의 독특한 패턴 근처에 있는 베가와 아크튜러스 사이를 스윕합니다. 별을 찾으면 쌍안경이나 망원경을 사용하여 구상성단 M13과 M92를 찾아보세요. 이 구상 성단의 풍경을 즐긴다면 운이 좋을 것입니다. 근처 목동자리 별자리에서 또 다른 인상적인 구상 성단인 M3를 찾아보세요. 크레딧: NASA

이 반복되는 신성은 우리 은하계의 다섯 개 중 하나일 뿐입니다. 이는 T CrB가 백색왜성과 적색거성을 포함하는 이진계이기 때문에 발생합니다. 별들은 충분히 가까워서 적색 거성이 높은 온도와 압력으로 인해 불안정해지고 외부 층이 떨어지기 시작하면 백색 왜성이 그 물질을 표면에 모으게 됩니다. 결국 백색 왜성의 얕고 밀도가 높은 대기는 폭주 열핵 반응을 일으킬 만큼 가열되어 우리가 지구에서 볼 수 있는 신성을 생성합니다.

이 그림은 베텔게우스나 안타레스와 같은 적색 거성을 묘사합니다. 이미지 출처: NASA Goddard Space Flight Center/Chris Smith(KBRwyle)

레드 자이언츠

태양 질량의 8배 미만인 주계열성은 수소가 고갈되면 핵융합 에너지가 물질을 하나로 묶는 중력에 저항하는 유일한 힘이기 때문에 붕괴하기 시작합니다. 그러나 핵에 가해지는 압력은 핵의 온도와 압력도 증가시켜 헬륨이 탄소로 융합되기 시작하고 에너지도 방출합니다. 수소 융합이 별의 바깥층으로 이동하기 시작하여 별이 팽창하게 됩니다. 그 결과, 적색거성보다 주황색에 더 가까운 적색거성이 탄생하게 됩니다.

결국 적색 거성은 불안정해지고 맥동을 시작하며 주기적으로 팽창하고 대기의 일부를 방출합니다. 결국, 모든 외층이 폭발하여 행성상 성운이라고 불리는 먼지와 가스로 이루어진 팽창하는 구름이 생성됩니다. 태양은 약 50억년 후에 적색거성이 될 것이다.

이 그림에서 소행성(왼쪽 아래)은 먼지 파편 고리로 둘러싸인 것으로 알려진 가장 오래되고 차가운 백색 왜성인 LSPM J0207+3331의 강한 중력으로 인해 붕괴됩니다. 이미지 출처: NASA Goddard Space Flight Center/Scott Wessinger

백색왜성

적색 거성이 대기를 모두 방출한 후에는 핵만 남습니다. 과학자들은 이러한 유형의 별 잔해를 백색 왜성이라고 부릅니다. 백색 왜성은 일반적으로 지구 크기와 비슷하지만 질량은 수십만 배 더 큽니다. 이 물질 1티스푼의 무게는 소형 트럭보다 더 큽니다. 백색 왜성은 자체적으로 새로운 열을 생성하지 않으므로 수십억 년에 걸쳐 점차 냉각됩니다.

이름에도 불구하고 백색왜성은 청백색에서 적색에 이르는 가시광선을 방출할 수 있습니다. 과학자들은 때때로 백색 왜성이 원래 별의 적색 거성 단계에서 남은 물질, 잔해, 심지어 행성으로 이루어진 먼지 원반으로 둘러싸여 있음을 발견합니다. 약 100억년 후에 태양은 적색거성에서 백색왜성이 될 것이다.