(읽기 3분)
매우 밝고 파란색으로 빛났으며 광도는 며칠 내에 초신성보다 훨씬 빨라지고 거대했다.

새로운 우주 폭발, 천문학자들에게 수수께끼.
FBOT(Fast Blue Optical Transients)는 전례 없는 새로운 사건.

천문학자들이 새로운 종류의 우주 폭발을 발견했다.
이 사건으로 초신성보다 빠르며 감마선 폭발처럼 높은 에너지, 더 많은 질량들이 우주에 흩뿌려졌다. 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 블랙홀 폭발이거나 블랙홀로 분열된 별에서 시작된 것으로 보인다. 이들은 광학적 빛에서 푸르스름하게 나타나는 폭발로 인해 FBOT(Fast Blue Optical Transients)로 명명되었다.

▲ FBOT(Fast Blue Optical Transients)의 원인은 천문학자들에게 커다란 수수께끼다.© Bill Saxton, NRAO/ AUI / NSF

FBOT 수수께끼에 관한 의문은 천문학자들이 2018년 6월, 천문학에서 알려진 범주에 맞지 않는 사건을 처음 발견했을 때 시작됐다.

‘AT2018cow’는 광학적 빛에서 매우 밝고 파란색으로 빛났으며 광도는 며칠 내에 초신성보다 훨씬 빨라지고 거대했다. 동시에, 물체는 보통 감마선 폭발에서만 나오는 강한 감마선을 방출했다.
이런 종류의 사건이 잘 관찰됐다 해도 하나만 있는 경우, 폭발이 빨리 끝나기 때문에 무엇 때문인지 결정될 수 없었다.

매우 빠르고 대규모

연구자들은 이 두 가지 비정상적인 사건을 더 관찰하고 조금 더 알아냈다.
두 개의 ‘CSS161010’과 ‘ZTF18abvkwl’ 폭발은 모두 별이 약한 왜성 은하에서 발생했는데, 1억 5천만 광년 우리에게서 떨어져 있고 나머지는 34억 광년 거리에 있다.
천문학자들은 전파 망원경과 찬드라 엑스레이 망원경의 도움으로 이러한 사건의 더 많은 속성을 발견할 수 있었다.

그중 하나는, 분명히 이 폭발은 빛의 절반 속도로 우주에 비정상적으로 많은 양의 물질을 던졌다. 노스웨스턴 대학의 Deanne Coppejans는 “이것은 예상치 못한 일이었다. 우리는 거의 빛의 속도로 물질을 방출하는 폭발에 대해 알고 있지만, 태양 질량의 약 백만 분의 1정도 밖에 되지 않는다”고 설명했다. ‘CSS161010’의 경우 태양 질량의 최대 10%가 되었다.

▲ FBOT은 일반적인 초신성과 감마선 폭발과 다르다. © Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

알려진 두 변형 중 어느 것과도 달라

Coppejans의 동료 라파엘라 마르구티(Raffaella Margutti)는 “감마선 폭발 동안 거대한 별이 붕괴되거나 두 개의 중성자 별이 융합됨으로써 빠른 물질 유출이 발생할 수 있는 방법은 두 가지 밖에 없다”고 말했다. "그러나 지금 우리는 같은 고에너지 현상을 일으키는 세 번재 방법을 보고 있다."

ZTF18abvkwl을 관측한 것에 의하면 이러한 폭발은 긴 감마선 폭발과 비슷한 강도의 전파를 방출한다는 것이 밝혀졌다. 캘리포니아 공과 대학(California Institute of Technology)의 안나 호(Anna Ho)는 “데이터를 분석할 때 실수를 저지른 것으로 생각했다. 이 누에 고치에 수소가 함유되어있는 것도 드문 일이다. 이것은 지금까지 어떤 감마선 폭발에서도 관찰되지 않았다”고 말한다.

▲ FBOT의 특징 © Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF

신비스러운 선구자 혹은 블랙홀?

지금까지 천문학자들은 FBOT에서 정확히 무슨 일이 일어났는지 그리고 누가 창시자인지 명화하게 모른다. 신비스러운 새로운 폭발을 알기 위해 단 3회의 짧은 사건은 충분하지 않았다.
첫 번째 가설은 여전히 ​​존재한다. 코페장(Coppejans)은 “우리는 이것이 매우 드문 유형의 별 폭발일 수 있다고 생각한다”고 말한다. 그들의 선조 별은 단지 낮은 금속성 왜성 은하에서만 발생하는 유형일 수 있다.

두 번째는 블랙홀 혹은 유사한 것에서 분열된 하나의 별일 것이라는 설명이다.
마르구티는 “AT2018cow와 CSS161010은 서로 다른 유출 속도를 갖고 있지만 블랙홀이나 중성자별이 핵심 요소로 작용할 수 있다”고 설명한다.

비정상적인 초신성이든 별의 찢어짐이든 이제 더 많은 관측이 명확해져야 한다.
Fast Blue Optical Transients는 새로운 유형의 우주폭발 같은 고유한 클래스에 있다는 것이 분명해 보인다.

(the Astrophysical Journal, 2020; doi: 10.3847/2041-8213/ab8cc7; doi: 10.3847/1538-4357/ab8bcf)
출처: National Radio Astrono my Observatory, Northwestern University

[더사이언스플러스=문광주 기자]

[저작권자ⓒ the SCIENCE plus. 무단전재-재배포 금지]