의사 초신성
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1. 개요
의사 초신성은 IIn형 초신성과 유사하게 수소 스펙트럼 선을 보이지만, 좁은 폭과 느린 팽창 속도를 특징으로 하는 천체 현상이다. 일반 초신성보다 어둡고, 고광도 청색 변광성과 같은 질량이 큰 항성에서 발생하며, 에딩턴 한계를 초과하는 질량 방출을 통해 일어나는 것으로 추정된다. 용골자리 에타별의 1841-1843년 증광 현상이 초기 관측 사례로 여겨지며, 폭발 후 항성이 남아 있는 경우도 있다. 의사 초신성은 항성 진화의 마지막 단계를 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 아마추어 천문가들의 관측 및 연구가 활발히 이루어지고 있다.
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| 의사 초신성 | |
|---|---|
| 명칭 | |
| 유형 | 초신성 유사 현상 |
| 다른 이름 | 초신성 사기꾼, 초신성 모조품 |
| 특징 | |
| 밝기 | 초신성에 비해 어두움 |
| 스펙트럼 | 좁은 수소 방출선, 항성풍과의 상호 작용 증거 관찰 |
| 원인 | 맥동 쌍불안정 초신성 모델, 거성의 격렬한 질량 방출 |
| 추가 정보 | |
| 관련 연구 | 초신성 2008S, 초신성 2009ip |
2. 특징
IIn형 초신성과 유사하게 수소 스펙트럼 선이 나타나지만, 폭이 좁고 팽창 속도가 느리다. 팽창 속도는 1000km/s에서 4000km/s로 측정된다. 절대 등급은 -10등급에서 -14등급 사이로, 일반적인 초신성보다 5등급 정도 어둡다. 하지만, 신성보다는 훨씬 큰 폭발이다.
의사 초신성은 일반 초신성에 비해 어둡기 때문에, 지금까지 IIn형으로 분류되어 온 초신성 중 어두운 것들이 실제로는 의사 초신성일 가능성이 제기된다. 실제로, II형이나 Ib형, Ic형과 비교했을 때, IIn형 초신성은 어두운 등급의 비율이 상대적으로 더 높게 나타난다.
이러한 폭발은 에딩턴 한계에 근접하거나 이를 초과하는 급격한 질량 방출을 통해 시작되는 것으로 추정된다. 방출된 에너지와 운동 에너지의 비율이 용골자리 η와 같이 거의 일치한다면, 손실된 질량은 태양질량의 0.16배일 것으로 예상된다.
2. 1. 발생 원인
고광도 청색 변광성(LBV)과 같이 질량이 매우 큰 항성에서 의사 초신성이 발생하는 것으로 추정된다. LBV는 태양 질량의 100배가 넘는 매우 무거운 항성으로, 자신의 강한 복사압으로 인해 외층 물질을 우주 공간으로 날려 버린다. 이러한 물질 방출이 때때로 폭발적으로 일어나면, 항성의 밝기가 수 등급 밝아지는 현상이 나타나는데, 이것이 의사 초신성으로 관측된다.의사 초신성은 IIn 분광형의 매우 희미한 초신성으로 나타나며, 스펙트럼에서 수소가 관측된다. 좁은 스펙트럼 선은 가스의 속도가 상대적으로 느리다는 것을 알려준다. 이 폭발은 에딩턴 한계를 위반하여 급격한 질량 감소를 일으키는 것으로 설명되며, 방출된 에너지와 운동 에너지의 비율이 용골자리 η와 같이 거의 일치한다면, 손실된 질량이 태양질량의 0.16배일 것으로 예상된다.
1841년부터 1843년에 걸쳐 일어난 용골자리 η별의 증광은 의사 초신성 현상의 초기 관측 사례로 여겨진다. 당시 용골자리 η별은 -0.8등급에 달해 시리우스 다음으로 밝은 천체였는데, 이는 거리의 제곱에 반비례하는 밝기를 고려할 때 매우 밝아진 것이다.
의사 초신성 폭발 이후에도 항성은 남아있어야 하며, 실제로 SN 1954J, SN 1961V, SN 1997bs는 폭발 후 수년 뒤에도 항성이 존재하는 것이 확인되었다. 폭발 직후에는 항성이 자신이 방출한 물질에 가려져 관측이 어렵지만, 시간이 지나면서 물질이 흩어지면 관측이 가능해진다.
2. 2. 의사 초신성과 일반 초신성의 구별
의사 초신성은 매우 밝은 항성인 고광도 청색 변광성(LBV)에서 일어나는 것으로 여겨진다. LBV는 무거운 것은 태양의 100배 이상의 질량을 가진 매우 무거운 항성으로, 자신의 복사압으로 자신을 구성하는 물질을 날려 버린다. 이러한 방출이 때때로 폭발적이 되면, 항성이 수 등급 밝아지는 변광성으로 관측된다. 의사 초신성으로 분류되는 현상의 아마도 최초의 관측 예는 용골자리 η별의 1841년부터 1843년에 걸친 증광이다. 이때 용골자리 η별은 -0.8등급에 달하여, 카노푸스의 −0.72등급을 제치고, 시리우스의 −1.47등급에 이어 두 번째로 밝은 천체가 되었다. 시리우스는 지구에서 8.6광년, 카노푸스는 310광년의 거리에 있는 반면, 용골자리 η별은 7500광년 떨어져 있다. 천체의 밝기는 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 생각하면, 매우 밝아졌음을 알 수 있다.
의사 초신성이 LBV의 일부 폭발 현상이라면, 폭발 후에도 항성이 남아 있어야 한다. 실제로 유사 초신성이라고 생각되는 초신성 폭발 중, SN 1954J, SN 1961V, SN 1997bs는 폭발 후 수 년 후에 항성이 존재함이 확인되었다. 폭발 후 얼마간 지나서야 관측되는 것은, 폭발 후 얼마 동안은 자신이 뿜어낸 물질에 방해받아 본체의 관측이 불가능하기 때문으로 여겨진다. 사실, 용골자리 η별은 중심에 있는 항성 주위에 자신이 방출한 물질을 여러 겹으로 둘러싸고 있다.
3. 대표적인 의사 초신성
용골자리 η는 1843년에 폭발했는데, 이는 의사 초신성일 가능성이 있는 천체로 여겨진다.[6][3] 백조자리 P, SN 1961V,[2] SN 1954J, SN 1997bs, NGC 6946의 SN 2008S 역시 의사 초신성일 가능성이 제기되었다.[6][3] SN 2010dn도 가능한 예시 중 하나이며, 생존한 전구별이 발견되었다고 주장된다.[3]
2004년 10월 20일에는 UGC 4904에서 의사 초신성이 발견되었는데, 이는 일본의 아마추어 천문학자 이타가키 고이치가 발견했다.[6][4] 이 LBV별은 2년 후인 2006년 10월 11일 SN 2006jc 초신성으로 폭발했다.[6][4]
4. 연구 및 관측
대한민국에서는 아마추어 천문가들이 의사 초신성 탐색에 참여하고 있다. 의사 초신성 연구는 항성 진화의 마지막 단계를 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다. 의사 초신성을 일으킨 항성은 외층을 잃고 헬륨, 탄소, 산소 층이 드러날 수 있으며, 이는 초신성 폭발 직전의 항성 상태를 연구하는 데 중요한 정보를 제공한다. 이러한 유형의 초신성은 스펙트럼 선이 특유의 경향을 보인다. 2006년에 이타가키 코이치에 의해 발견된 II형 초신성 SN 2006jc는 2년 전에도 이타가키에 의해 증광이 확인되었으며, 또한 스펙트럼 분석이 특이한 점으로 미루어 보아 2004년의 증광은 의사 초신성이 아닌가 생각되고 있다.
참조
[1]
논문
SN 2008S: A Cool Super-Eddington Wind in a Supernova Impostor
2009
[2]
논문
The Supernova Impostor Impostor SN 1961V: Spitzer Shows That Zwicky Was Right (Again)
2010
[3]
논문
Luminous Blue Variable eruptions and related transients: Diversity of progenitors and outburst properties
2011
[4]
웹사이트
NASA – Supernova Imposter Goes Supernova
http://www.nasa.gov/[...]
Nasa.gov
2010-01-13
[5]
문서
http://arxiv.org/PS_[...]
[6]
웹인용
NASA - Supernova Imposter Goes Supernova
http://www.nasa.gov/[...]
Nasa.gov
2010-01-13
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