.원거리 은하계에 존재하는 거대 항성이 최근 폭발 대신 먼지로 생을 마치게 되었다. 이는 은하계에서 가장 밝은 항성 시스템이 초신성이 될지의 여부를 판단할 수 있는 힌트를 제시한다. 오하이오 주립대 크리스토퍼 코차넥(Christopher Kochanek) 연구진은 2007년 8월 스핏저 우주 망원경 조사의 한 부분으로 초신성이 어떻게 발견되었는 지를 설명하였었다.
.토성의 위성 중 하나인 타이탄(Titan)은 태양계에서 대기가 있는 유일한 위성이다. 타이탄 대기의 밀도는 지구 대기의 밀도보다 10배 더 높다. 5년 전, 카시니-호이겐스(Cassini-Huygens)의 토성 미션은 타이탄 대기로 우주선을 보냈다. 그 결과 타이탄에는 언덕과 골짜기, 호수가 많이 있었으며, 특히 호수가 가장 두드러졌음이 관찰되었다. 카시니 호이겐스의 토성 미션은 유럽우주국(European Space Agency)과 미항공우주국(NASA)의 협동미션이다. 미션에 참여했던 Akiva Bar-Nun 교수는 현재 호수의 성분을 파악하고 있다. Bar-Nun 교수는 텔아비브대학교의 지구물리학 및 행성과학과 교수로 활동하고 있다. 타이탄 대기의 화학적 성분을 고려한 그는 이 호수들은 물이 아닌 에탄과 메탄 같은 액체 탄화수소를 함유하고 있음을 증명하고 있다.
.거대 항성의 소멸이 주는 시사점
원거리 은하계에 존재하는 거대 항성이 최근 폭발 대신 먼지로 생을 마치게 되었다. 이는 은하계에서 가장 밝은 항성 시스템이 초신성(supernova)이 될지의 여부를 판단할 수 있는 힌트를 제시한다. Astrophysical Journal에 오하이오 주립대(Ohio State University) 크리스토퍼 코차넥(Christopher Kochanek) 연구진은 2007년 8월 스핏저 우주 망원경 조사(Spitzer Space Telescope Deep Wide Field Survey)의 한 부분으로 초신성이 어떻게 발견되었는 지를 설명하였었다. 천문우주학자들은 은하계 중심에 존재하는 활성 은하핵(active galactic nuclei (AGN))인 거대 질량 블랙홀(super-massive black hole)에 대한 데이터를 찾고 있는 중이다. AGN은 블랙홀에 속박된 재료만큼 막대한 양의 열을 방출한다. 특히, 학자들은 온도 변화에 따른 핫 스팟(hot spot)을 찾고 있는데, 이는 재료가 블랙홀로 어떻게 빨려 들어간 것인 지에 대한 증거를 제시할 수 있다. 일반적으로 천문학자들은 일반적인 방식으로 초신성을 발견할 수 있을 것으로 기대하진 않는다. 초신성은 대부분의 에너지를 열이 아닌 빛으로 방출한다. 그러나, 지구에서 30억 광년 떨어진 은하계에서 나타난 핫 스팟은 AGN의 전형적인 열 신호와 일치하지 않았다. 은하계에서 발생한 빛의 가시광선 스펙트럼은 AGN의 존재를 나타내지 않았는데, 연구진은 10 미터의 켁 망원경(Keck Telescope)을 이용하여 이를 확인하였다. 막대한 열이 6개월 이상 동안 물체에서 방출된 후 2008년 3월 초에 사라졌는데, 이는 그 물체가 초신성이었을 것이라는 또 다른 단서이다. 본 물체는 6개월에 걸쳐 태양의 총 수명 동안 생성할 수 있는 것보다 많은 에너지를 방출하였다. 그 원천이 초신성이라면 방출된 에너지는 하이퍼노바(hypernova)로 고려될 수 있다고 천문학자들은 생각했었다. 그러나, 물체의 온도는 절대 온도 1천 켈빈으로 금성의 표면보다 약간 뜨거운 정도이다. 그렇다면 무엇이 막대한 광 에너지를 흡수했는지 그리고 열로서 방출되었는지에 대한 의문이 생긴다. 위의 질문에 대한 답은 먼지 덩어리이다. 천문학자들은 스핏저 조사에서 얻은 지식을 이용하여 어떤 종류의 항성이 초신성을 발생시키는지, 먼지가 어떻게 폭발을 감쌀 수 있는지를 확인할 수 있었다. 그들은 항성이 적어도 태양보다 50 배나 무거울 것이라고 계산하였다. 이러한 거대 질량의 항성은 수명이 다다름에 따른 먼지 구름을 방출한다. 이와 같이 특별한 항성은 적어도 두 번의 방출이 있다. 한 번은 초신성 발생 전 약 300년 이고, 다른 한 번은 4년 전이다. 두 번의 방출에서 발생한 먼지와 기체는 항성 주변에 남아 있게 되며, 항성의 껍질 반경을 천천히 확장시킨다. 4년 전에 발생한 내부 껍질은 항성에 매우 근접하게 되며, 300년 전에 발생한 외부 껍질은 보다 멀어지게 된다. 연구진은 외부 껍질이 거의 불투명하기 때문에 내부 껍질을 통해 형성된 어떠한 빛 에너지도 흡수하여 열로 변환할 수 있다고 말한다. 이것이 바로 초신성이 뜨거운 먼지 구름으로 발견된 이유이다.
.타이탄의 호수는 탄화수소이다?
토성의 위성 중 하나인 타이탄(Titan)은 태양계에서 대기가 있는 유일한 위성이다. 타이탄 대기의 밀도는 지구 대기의 밀도보다 10배 더 높다. 5년 전, 카시니-호이겐스(Cassini-Huygens)의 토성 미션은 타이탄 대기로 우주선을 보냈다. 그 결과 타이탄에는 언덕과 골짜기, 호수가 많이 있었으며, 특히 호수가 가장 두드러졌음이 관찰되었다. 카시니 호이겐스의 토성 미션은 유럽우주국(European Space Agency)과 미항공우주국(NASA)의 협동미션이다. 미션에 참여했던 Akiva Bar-Nun 교수는 현재 호수의 성분을 파악하고 있다. Bar-Nun 교수는 텔아비브대학교(Tel Aviv University)의 지구물리학 및 행성과학과 교수로 활동하고 있다. 타이탄 대기의 화학적 성분을 고려한 그는 이 호수들은 물이 아닌 에탄과 메탄 같은 액체 탄화수소를 함유하고 있음을 증명하고 있다. 에탄과 메탄 같은 액체 탄화수소는 지구의 오일과 가스 정(井)에서도 발견된다. 타이탄 대기와 호수의 화학적 구성에 대한 Bar-Nun의 연구는 "Journal of Geophysical Research -- Planets"에 최근 발표되었다.
타이탄의 독특한 대기에는 지구처럼 질소와 산소가 없으며 오히려 질소와 메탄이 있다. 타이탄의 대기에 있는 메탄은 햇빛과 반응하여 다양한 탄화수소 기체를 생성하는데, 이들은 대기에서 농축된 후 타이탄의 표면으로 낙하한다. "탄화수소 기체가 차가운 표면에 도달하게 되면, 액화되고 비로 내려서 협곡으로 흐르고 호수를 만든다."라고 그는 말했다. 대기에서 탄화수소와 햇빛의 반응이 더 진행되면 작은 폴리머 방울 또는 에어로졸이 생성되어서, 타이탄을 오렌지색으로 보이게 한다. 타이탄의 화학적 프로세스는 지구와는 다르다. 왜냐하면 타이탄의 대기에는 수증기가 없기 때문이며 그래서 우리의 행성(지구)과는 달리 탄화수소 호수가 생성된다. 이로 인해 타이탄은 지구 생명체의 출현을 연구하기 위한 실험실이 될 수 있다는 빈번한 주장은 근거가 없다고 Bar-Nun은 전했다. 최근의 발견은 1979년에 자신이 했던 예측을 확인해준다고 Bar-Nun 교수는 말했다. 그는 이때에 타이탄에 호수가 있다는 이론을 최초로 개발했다. 타이탄의 표면으로 떨어지는 대기의 탄화수소는 약 43미터의 깊이로 호수를 형성하는데, 그 호수는 타이탄 전체 표면을 커버할 것이라고 그는 이론을 세웠다. 또한 그는 타이탄의 대기에는 동일한 원소가 에어로졸을 형성했을 것이라는 가설을 세웠다. 카시니-호이겐스 미션은 Bar-Nun교수와 그의 동료연구자들의 또 다른 예측도 확인했다. 그들은 1999년에 타이탄에 있는 산의 고도에 관해 예측했다. 타이탄의 얼음 지각은 시베리아에서 발견되는 영구동토층과 유사한 특징이 있다고 그는 설명했다. 부분적으로 흐르는 영구동토층으로 인해 언덕과 산은 1,900미터(약 6,200피트)보다 높지 않다. 실제로 타이탄의 표면에 있는 언덕과 산은 그 높이를 초과하지 않음을 연구자들은 발견했다.
