항성이 진화 마지막 단계에서 폭발하며 강력한 빛을 내는 '초신성'(supernova)보다 10배나 더 밝은 역대 가장 강력한 우주 폭발이 포착된 것으로 학계에 보고됐다.

이 폭발은 항성이 초대질량블랙홀로 빨려 들며 파괴되는 '조석파괴현상'(TDE) 중 가장 밝았던 것보다 3배나 더 밝은 것으로 제시됐다.

영국 사우샘프턴대학에 따르면 이 대학 천문학자 필립 와이즈먼 박사가 이끄는 연구팀은 약 80억 광년 밖에서 포착된 우주 폭발 'AT2021lwx'를 관측한 결과를 영국 '왕립천문학회 월보'(MNRAS) 최신호(12일자)에 발표했다.

▲ 주변 물질을 빨아들이는 블랙홀 상상도.

초신성이 몇개월만 사라지는 것과 달리 AT2021lwx'는 현재까지 3년째 지속 중이다.

연구팀은 초대질량블랙홀이 태양보다 수천배 더 큰 거대한 가스구름에 거칠게 작용해 일부는 빨아들이고 남은 가스와 블랙홀 주변에 도넛 형태로 모여있는 먼지에 충격파를 주면서 만들어낸 것으로 추정하고 있다.

이런 현상은 극히 드물 뿐만 아니라 규모가 이처럼 큰 것은 지금까지 관측된 적이 없다고 한다.

지난해 감마선 폭발 GRB 221009A가 순간적으로 가장 밝은 빛을 낸 것으로 관측됐지만 오래 지속하지 않아 전체적인 폭발 에너지는 AT2021lwx에 훨씬 못 미치는 것으로 제시됐다.

AT2021lwx는 지난 2020년 미국 캘리포니아주 팔로마천문대의 광역 천체 관측장비인 '츠비키 순간포착 시설'(ZTF)에 처음 포착됐으며, 지구근접 천체를 감시하는 광역 망원경 체계인 '소행성 충돌 최종 경보시스템'(ATLAS)에도 잡혔다.

와이즈먼 박사는 "초신성을 찾아내는 탐색 알고리즘에 잡혀 존재를 알게됐다"면서 "대부분의 초신성과 TDE는 두 달 정도면 사라지는데 추가적으로 2년 더 빛나고 있어 아주 이례적"이라고 했다.

연구팀은 분광 분석을 통해 광원과의 거리와 밝기를 측정했는데, 우주에서 이 정도를 밝기를 가진 것은 초대질량블랙홀이 초고속으로 주변 가스를 지속해서 빨아들이는 '퀘이사'(準星) 밖에 없는 것으로 제시했다.

논문 공동저자로 참여한 마크 설리번 교수는 이와 관련, "퀘이사는 밝기는 오르락내리락하는데 지난 10년간 관측 기록에서 AT2021lwx는 전혀 보이지 않다가 갑자기 우주에서 가장 밝은 빛으로 나타났으며, 이는 유례없는 것"이라고 했다.

이런 폭발을 일으킨 원인을 놓고 여러가지 가설이 제기되고 있지만 연구팀은 대부분이 수소인 아주 큰 가스나 먼지 구름이 블랙홀 주변 궤도에서 떨어져나와 빨려들면서 생긴 현상이라는 것에 가장 큰 무게를 두고있다.

연구팀은 X선을 비롯한 다른 전자기파를 이용한 관측 자료 수집에 나섰으며, 개선된 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 폭발 원인과 관련된 가설 검증을 진행할 계획이다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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