오늘은 신현성(새로운 별)을 보는 방법에 대해 알아보겠습니다. 지금부터 연말까지 언젠가 밤하늘에 거대한 별 폭발이 일어날 가능성이 높습니다. 신성이라고 불리는 이 폭발은 매우 밝아서 주요 도시에서도 볼 수 있을 것으로 예상됩니다. 이 폭발은 너무 멀리 떨어져 있어 지구에는 위험하지 않지만, 단 며칠 동안 태양이 1년 동안 방출하는 것보다 수만 배 더 많은 에너지를 방출할 것입니다.
이 폭발은 80년 정도에 한 번씩 비슷한 쇼를 보여주는 코로나 보레알리스 성단에서 일어날 것입니다. 천문학자들은 현재 코로나 보레알리스자리가 9월까지 폭발할 확률이 약 70%, 연말까지 폭발할 확률이 95%라고 예측하고 있습니다. 이 신성은 1975년 이후 지구에서 관측된 것 중 가장 밝은 신성이 될 가능성이 높습니다.
신성의 원인은 무엇인가요?
신성은 본질적으로 거대한 수소 폭탄과 크게 다르지 않은 열핵 폭발입니다. 하지만 신성의 폭발은 금속 껍질에서 폭발하는 대신 백색왜성의 표면에서 일어납니다.
백색왜성은 태양과 같은 별의 잔해입니다. 지금은 태양의 핵에서 수소의 핵융합이 중력을 밀어내는 에너지를 생성하여 태양이 스스로 떨어지는 것을 막고 있습니다. 하지만 결국 태양은 핵융합을 위한 연료가 고갈되어 지구 크기 정도가 되면 붕괴할 것입니다. 그 시점에서 태양은 양자역학이 정한 한계를 넘어 전자를 강제로 밀어내지 않고는 더 이상 밀도가 높아질 수 없습니다. 별이 이 안정된 초밀도 단계에 접어들면 백색왜성이 됩니다.
백색왜성은 그 자체로는 신성을 만들지 못합니다. 이항성계에 속해야 하는데, 이는 이 항성과 다른 항성이 서로 궤도를 돌아야 한다는 뜻입니다. 다른 별이 여전히 수소를 많이 가지고 있고 백색왜성에서 너무 멀지 않다면 백색왜성의 중력이 다른 별의 외층 일부를 훑어낼 것입니다. 시간이 지남에 따라 이 연료는 백색왜성의 표면에 축적되어 가열될 수 있습니다. 연료가 충분히 뜨거워지면 빠른 연쇄 반응으로 점화되어 거대한 방사선을 방출하고 시속 수천 킬로미터의 속도로 분출물을 내뿜게 됩니다.
이 폭발은 매우 에너지가 강하지만 두 별을 파괴하지는 않습니다. 같은 패턴의 축적과 폭발이 계속해서 반복될 수 있습니다. 특히 코로나 보레알리스는 약 80년마다 신성의 주기를 반복합니다. 이 성계는 지구에서 약 800광년 떨어진 곳에 위치한 백색왜성과 적색거성으로 구성되어 있습니다.
초신성과 신성의 차이점은 무엇인가요?
초신성은 같은 별에서 두 번 이상 일어나지 않는 훨씬 더 큰 별 폭발입니다. 일부 초신성은 별이 핵융합을 위한 연료가 다 떨어져서 붕괴할 때 촉발되는 반면, 다른 초신성은 질량이 충분히 축적된 백색왜성에 의해 발생합니다. 정확한 경로와 상관없이 초신성의 근원은 중력이 백색왜성을 안정적으로 유지하는 양자역학적 압력을 극복할 수 있을 정도로 거대해야 합니다. 그리고 신성은 항성계를 그대로 유지하지만 초신성은 중성자별이나 블랙홀을 만들거나 초신성을 촉발한 천체를 완전히 파괴합니다.
초신성은 또한 신성에 비해 더 희귀합니다. 우리은하에서 마지막으로 발생한 초신성은 1604년, 마지막 신성은 2024년에 발생했지만 육안으로 보기에는 너무 희미했습니다.
신성이 일어날지 어떻게 알 수 있나요?
일부 신성은 100년 또는 그 이상에 한 번씩 비교적 자주 반복됩니다. 과거에 이러한 "반복되는 신성이 일어났을 때 사람들이 관찰했다면, 과학자들은 각 폭발을 앞두고 시스템의 빛이 어떻게 변했는지 비교하고 오늘날에도 비슷한 행동을 찾을 수 있습니다.
과거에 사람들은 코로나 보레알리스의 노베를 네 번 관측한 적이 있습니다. 1217년 독일의 한 수도원장이 "놀라운 징조"라고 기록했습니다. 1787년에는 영국 천문학자가 이 노바에이를 다시 발견했습니다. 그리고 1866년과 1946년, 전 세계의 과학자들은 시간이 지남에 따라 시스템의 밝기가 어떻게 변하는지를 자세히 측정했습니다.
2015년에 천문학자들은 코로나 보레알리스가 1946년 폭발하기 8년 전과 같은 종류의 단계에 접어들고 있다는 사실을 발견했습니다. 그들은 처음에 이 시스템이 2020년대 중반에 폭발할 것으로 예측했습니다. 시간이 지남에 따라 연구자들은 2024년 9월까지 폭발할 확률을 70%, 연말까지 폭발할 확률을 95%로 좁혔습니다.
코로나 보레알리스 신성을 보는 방법
코로나 보레알리스자리 신성이 뜨면 도시 한가운데와 같이 비교적 밝은 하늘에서도 밤에 육안으로 볼 수 있습니다. 하지만 며칠 내에 상당히 어두워질 것이므로 뉴스가 보도되는 즉시 발견하는 것이 가장 좋은 시기입니다.
그 시점이 되면 이 신성은 전체 밤하늘에서 가장 밝은 별 50위 안에 드는 북극성인 북극성만큼 밝아질 것입니다. 육안으로는 더 이상 볼 수 없을 정도로 어두워지더라도 쌍안경이나 기타 특수 장비를 통해 볼 수 있을 것입니다.
이 신성은 헤라클레스자리와 뵈테스자리 사이에 위치한 코로나 보레알리스 별자리, 즉 '북쪽 왕관자리'에 나타날 것입니다. 이 부분은 남극 대륙에 가까운 남쪽을 제외한 지구상의 대부분의 지역에서 볼 수 있습니다. 이 신성은 폭발처럼 보이지 않고 이전에는 없던 새로운 별처럼 보일 것입니다. 따라서 이 천체 현상을 온전히 감상하려면 태양계가 폭발하기 전에는 볼 수 없다는 점에 주목할 필요가 있습니다.