이번 연구를 통해 발견된 현상은 헬륨별(별이 진화하여 그 중심핵이 헬륨으로 이루어진 별)과 중성자별(밀도가 매우 큰 별)이 합병하며 감마선 폭발을 일으키는 것으로 지난 2010년 12월25일 크리스마스에 발견돼 GRB 101225A(크리스마스 폭발)로 명명됐다.
임명신 서울대 교수(44)와 박수종 경희대 교수(44)가 이끄는 초기천체연구단 연구원 6명은 전 세계 연구진 중 가장 먼저 이 현상을 관측했고 미국 텍사스주에 위치한 맥도날드 천문대에 설치된 시퀸(CQUEAN)카메라가 이용됐다.
임명신, 박수종 교수 연구팀은 한국, 스페인, 미국, 덴마크, 영국, 독일, 이탈리아, 러시아, 체코슬로바키아, 핀란드 등 10개국 34명의 연구원과 함께 공동연구를 통해 감마선 폭발 잔광이 나타났고 폭발 지속시간도 길어 새로운 형태의 우주폭발이라고 밝혔다.
국제공동연구팀은 그동안의 감마선 폭발은 무거운 별이 초신성이 되어 폭발하는 2초 이상의 긴 감마선 폭발 혹은 두 개의 중성자 별이 충돌하는 2초 이하의 짧은 감마선 폭발로만 구분됐으나 이번 폭발은 무거운 별의 초신성 폭발이 아닌 헬륨별과 중성자별이 충돌해 오랜시간 감마선 폭발을 지속하는 것으로 분석했다.
연구팀은 1990년대 후반부터 예측되던 별의 소멸 모델에 이같은 현상을 적용했고 이밖에 다른 연구진의 해석도 존재해 네이처지에 공동으로 발표됐다.
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| 박수종 교수와 서울대 공동연구팀이 개발한 시퀸 망원경. ［자료제공=교육과학기술부］ |
이 연구진은 중성자 별로 가까이 접근한 혜성이 강한 중력에 의해 산산조각나며 빛을 발하는 현상으로 해석되기도 해 몇천만 광년 떨어진 곳에서 생긴 현상이라고 분석했지만 국내 연구진이 포함된 국제공동연구팀은 43억광년 떨어진 곳에서 벌어진 것으로 분석했다. 이에 대한 근거로 폭발 이후 나타난 은하의 모습을 사진으로 공개했지만 사진자체의 노이즈인지 아닌지에 대한 불분명함에 대한 의견도 있다.
박 교수는 연구의 의의에 대해 “그동안 예측해 왔던 새로운 종류의 우주폭발현상을 발견했고 별이 다양한 방법으로 죽을 수 있음을 보여준 것”이라고 말하며 특히 “맥도날드 천문대의 시퀸 망원경은 국내대학 연구진이 개발한 것으로 이를 이용해 새로운 감마선 폭발 현상을 발견했다”고 설명했다.
한편 시퀸 카메라는 박 교수와 서울대 공동연구팀이 제작한 망원경으로 가시광선 및 근적외선 관측이 가능하고 2010년 8월부터 미국 맥도날드 천문대에 설치돼 이용중이다.
<문영규 기자 @morningfrost>
ygmoon@heraldcorp.com
