신성이란?

별은 아주 천천히 진화하지만 때때로 뚜렷한 변화가 보이기도 한다.

예전에는 없던 자리에 갑자기 새 별이 모습을 나타낼 때이다.

이렇게 갑자기 모습을 드러내는 별을 최초로 기록한 사람은 히파르코스로, 기원전 134년에 전갈자리에서 새 별을 관찰한 것으로 보여진다.

중국 천문학자들은 100년대부터 1100년대까지 몇몇 새로운 별에 관한 기록을 남겼는데 이 별들은 모두 유난히 밝은 새 별들이었다.

1006년에는 금성보다 200배나 밝은 새 별을, 1054년에는 2~3배 밝은 새 별을 발견했다.

중국인이 기록한 새 별들의 대부분은 모두 다 똑같은 양상을 보였다.

그 별들은 갑자기 나타나서는 얼마동안 하늘에서 밝게 빛나다가 이내 사라져 갔다.

또 이웃 별들에 비해 많이 움직이지 않았다.

즉, 유성이나 혜성이 아니라는 것이다.

그리고 밝으면 밝을수록 오랫동안 존재했지만, 그 별들 중 어느 것도 그렇게 오랫동안 존재하지는 않았다.

금성보다 훨씬 더 밝았던 1006년의 신성조차도 3년밖에는 하늘에 머무르지 않았으며, 서서히 희미해지다가 사라져버렸다.

 

그러나 1572년에 카시오페이아자리에 나타난 신성은 이전의 신성과는 달랐다.

처음 발견될 당시 이 신성은 금성보다 몇 배 밝아서 낮에도 볼 수 있었고 심지어 달이 없는 밤에는 희미한 그림자를 만들 정도였다.

그 당시 천문학의 회복기를 맞고 있던 유럽에서는 위대한 천문학자 티코 브라에가 이 별을 관찰하고 연구했다.

그는 이 별이 사라질 때까지 16개월 동안 맑은 날이면 하루도 거르지 않고 이 별을 추적했다.

그는 관찰 결과를 '신성(De Nova Stella)'이라는 책으로 퍼냈고, 그후 이러한 별들은 '신성(nova)'이라고 부르게 되었다.

1604년에 뱀주인자리에서 그렇게 밝지 않은 또 다른 신성이 발견되었다.

케플러가 이 별을 관찰하고 연구했다.

그로부터 5년 후 천체 망원경이 발명되었고, 이어 천문학자들 이 별을 연구하기 위한 각종 기구들을 차례로 발명해냈다.

그러나 무슨 운명의 장난인지 1604년 이후로는 금성만큼 밝은 신성이 발견되지 않았다.

확실히 그 이후의 신성들은 그리 밝지 않았다.

1800년대의 몇 몇 신성들은 1등성만큼 밝았지만 목성이나 금성만큼 밝지는 않았다.

1901년에는 페르세우스라는 신성이 페르세우스자리에 나타났는데 베가만큼 밝았다.

그후 1918년에 관측된 아킬레아는 1604년 이후 가장 밝은 신성으로 한동안은 시리우스만큼 밝았다.

그리고 1934년에는 헤르쿨레스가, 1975년에는 시그너스가 나타났다.

신성은 하늘 어디에서나 불쑥 나타 났으며, 서서히 희미해지다가 결국 사라졌다.

 

그런데 페르세우스는 완전히 사라진 것이 아니었다.

단지 육안으로는 관찰할 수 없을만큼 희미해졌을 뿐이었다.

1900년대의 다른 신성도 마찬가지였다.

더욱이 전에 신성이 나타난 곳을 찍어 두었던 사진에서는 신성이 나타난 바로 그 자리에 희미한 별이 있었다.

결국 그 별들은 짧은 시간에 갑자기 수백, 수천 배 밝아졌다가 다시 서서히 희미해져서 원래의 어두운 별로 돌아간 것이었다.

 

긴 시간 동안 지속적으로 조용히 빛을 발하던 별이 왜 그렇게 갑자기 폭발하는 것일까?

 

1954년, 미국의 천문학자 메를 F. 워커는 신성 헤르쿨레스로서 밝은 빛을 냈던 희미한 별을 연구하면서, 이 별이 쌍성이며 그중 하나는 백색 왜성이라는 사실을 발견 해 냈다.

시리우스 A, B와 같은 경우였지만 중요한 차이점이 있었다.

시리우스 A, B는 서로 멀리 떨어져 있어 10억 킬로 이내로 접근하는 적이 없었다.

따라서 공전 주기도 약 50년으로 길었다.

그러나 헤르쿨레스의 두 별은 4시간 30분을 주기로 돌고 있었다.

이것은 서로 아주 가까이 있다는 것을 의미했다.

실제로 이들은 150만 킬로밖에 떨어져 있지 않았다.

따라서 그들은 서로 강력한 중력 효과를 미치게 된다.

그래서 정상적인 큰 별에서 뜨거운 수소 가스가 빠져나와 엄청난 표면 중력을 가진 백색 왜성으로 끌려가게 될 것이다.

그러다가 어떤 이유로 평소보다 많은 양의 수소 가스가 백색 왜성으로 흘러들어가 그 표면에 내려앉는다면 백색 왜성의 강력한 중력이 이것을 압축시켜 순간적으로 핵융합이 일어나게 될 것이다.

 

거대한 핵육합 폭발이 일어나 신성이 탄생하게 되는 것이다.