바뀌는 과정에서 폭발" 천문학 교과서 바뀔 수도

냉전이 한창이던 1969년, 미국은 핵 실험 감시 위성 '벨라'를 쏘아 올렸다.

러시아가 비밀리에 핵 실험을 할 경우 여기서 나오는 감마선을 잡아내기 위해서였다.

'GRB 101225A'의 모습

 감마선 폭발 'GRB 101225A'의 상상도. 중성자별과 헬륨별의 핵(가운데)

이 섞일 때 나온 에너지가 겉에 있던 헬륨가스와 만나 빛을 내고 있다.

미항공우주국,(NASA)제공

위성은 2년 뒤 임무를 마쳤는데, 73년 위성 관측 자료를 분석하는 도중

그 전에는 알지 못했던새로운 천체현상이 밝혀졌다. 빅뱅이후 가장 격렬한 폭발'

 '우주의 모든 별빛을 모은 것과 비슷한 밝기'라는 수식어가 붙는 감마선 폭발(GRB)이었다.

감마선 폭발은 별이 죽는 순간 내는 '마지막 비명'이다.

이 때 태양보다 수억 배 밝은 빛이 한 순간 쏟아진다.

폭발의 지속 시간에 따라 둘로 나뉘는데, 폭발이 2초 이상 되면 긴 감마선 폭발이라고 한다.

 주로 무거운 별이 폭발할 때 일어난다. 폭발 지속 시간이 2초 미만인 짧은 감마선 폭발은

두 개의 중성자별이 충돌할 때 나타난다.

그런데 이제껏 알려진 것과 전혀 다른 감마선 폭발이 새로 발견됐다.

임명신 서울대 물리천문학부 교수와 박수종 경희대 우주탐사학과 교수가 이끄는

초기우주천체연구단 연구원 6명을 포함한 10개국 34명의 국제공동연구진은

 새로운 감마선 폭발을 관측했다고 30일 밝혔다.

이 현상은 (NASA)의 스위프트 위성이 발견한 감마선 폭발(GRB 101225A)에서 나타났다.

감마선 폭발은 발견한 날짜로 이름 붙이는데, '101225A'라는 것은 2010년 12월 25일에 관측된 것 중

 가장 밝은 감마선 폭발이란 얘기다.

크리스마스 휴일인 25일 NASA를 통해 스위프트 위성이 감마선 폭발을 관측했단

연락을 받은 임명신, 박수종 교수는 당시 미국 텍사스주 맥도널드 천문대에 있던

초기우주천체연구단 연구원 4명에게 연락을 취했다. 크리스마스 파티도 물리치고

천문대에 오른 이들은 자체적으로 개발한 '시퀸카메라'를 이용, GRB 101225A을 관측했다.

지구에서 43억 광년 떨어진 곳에서 일어난 이 폭발은 무려 30분 이상 지속됐다.

길어야 수백 초에 그쳤던 이전까지의 감마선 폭발과는 전혀 다른 것이다.

박 교수는 "GRB 101225A은 크리스마스에 천문학자인 저희가 받은 가장 큰 선물"이라며

 "이 폭발의 첫날을 유일하게 관측한 우리 자료가

새로운 우주폭발현상을 밝히는데 큰 역할을 했다"고 말했다.

연구진은 "두 개의 별이 합쳐져 블랙홀로 변하는 과정에서 폭발이 나타났다"고 설명했다.

태양처럼 핵융합 반응을 하다가 내부 연료인 수소를 모두 다 써버려 헬륨 가스만 남은

 '헬륨별'이 중성자로 이뤄진 '중성자별'과 결합하면서 감마선 폭발이 나타났다는 것이다.

이런 해석은 GRB 101225A의 폭발 지속시간이 유독 긴 이유를 말해준다.

이전까지 발견된 감마선 폭발은 한 개의 별이 죽을 때 나타났기 때문에

폭발 지속시간이 짧았지만 이번엔 두 별이 합쳐지며 일어난 현상이라

 폭발 지속시간이 훨씬 길었다는 얘기다.

연구진의 설명이 받아들여지면 앞으로 천문학 교과서도 바뀌게 된다.

지금까지 별의 죽음은 세 가지 방향으로 이뤄진다고 알려졌다.

별이 나이가 들면 적색거성을 거쳐 백색왜성이 되거나, 외부요인으로 인해

 중성자별이나 블랙홀이 된다. 그런데 연구진의 설명처럼 중성자별이 다른 별과 섞여

 블랙홀이 된다면 새로운 죽음의 경로가 추가되는 셈이다.

박 교수는 "90년대 이미 이론적으론 가능할 거라고 여겼던 현상"이라며

 "다른 우주 폭발 현상도 있을 수 있단 얘기"라고 말했다.

그러나 이번 연구결과가 소개된 과학학술지 < 네이처 > 1일자엔

GRB 101225A을 전혀 다르게 설명한 스페인 연구진의 논문도 실렸다.

 이들은 중성자별에 다가간 혜성이 중성자별의 강력한 중력에 의해

산산조각 나면서 감마선 폭발이 나타났다고 해석했다.

진위를 가리기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

 연구팀을 포함한 미국·스페인 등 10개국 공동 연구팀은 지난해 12월 25일 발견한

 감마선 폭발(Gamma Ray Burst) 관측 자료를 분석한 이런 결과를 30일 발표했다.

 연구 결과 논문은 영국의 학술지 네이처 1일자에 실렸다.

　감마선 폭발은 별이 엄청난 양의 감마선 빛을 내며 폭발하는 현상인데

 보통 별이 죽을 때 일어난다. 지금까지 여러 번 관찰됐으며,

지속 시간은 몇 초~몇 분에 불과했다. 감마선은 X선이나

적외선처럼 눈에 보이지 않는 빛의 일종이다.

　지구로부터 약 43억 광년 떨어진 우주에서 이번 ‘감마선 폭발’이 일어난 것은

지난해 크리스마스 날. 맨 처음 그 폭발을 잡은 것은 미국의 스위프트 위성이다.

 미 항공우주국(NASA)은 ‘GRB 101225A’라고 이름을 붙였다.

폭발 직후 세계 천문학자들은 지상 망원경으로 폭발 현장에서

쏟아져 내려오는 X선·적외선 등을 포착해 분석에 들어갔다.

한국 연구팀은 자체 개발해 미 텍사스주 맥도널드 천문대에 설치한

 우주 관측용 카메라 ‘시퀸(CQUEAN)’으로 관측했다.