[뉴스스페이스=김시민 기자] 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 우주가 탄생한 지 겨우 7억3000만년(적색편이 z=7.3)밖에 되지 않았던 시기의 초신성을 성공적으로 관측하며, 인간 역사상 가장 먼 거리에서 초신성을 발견한 기록을 세웠다.
science.nasa, esawebb, phys.org, sciencealert, foxweather에 따르면, 이 초신성은 GRB 250314A로 명명되었으며, 2025년 3월 14일 프랑스-중국 공동 위성 SVOM이 감마선 폭발(감마선 폭발 GRB)을 감지한 후, NASA의 닐 게렐스 스위프트 천문대, 북유럽 광학 망원경, 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경 등 국제 공동 관측망이 신속히 위치를 확인했다.
JWST는 2025년 7월 1일, 초기 폭발로부터 약 110일 후에 근적외선 카메라(NIRCam)로 초신성을 직접 포착했다. 이는 우주 팽창으로 인해 시간 지연이 발생한 결과로, 폭발이 가장 밝을 때를 관측할 수 있었다. 관측 결과, 이 초신성은 현대 우주에서 관측되는 SN 1998bw와 매우 유사한 스펙트럼과 광도 곡선을 보여주었으며, 초기 우주의 물리적 조건이 현대와 매우 다르다는 점을 감안하면 놀라운 발견이다.
"초신성의 정체와 환경 분석"
이번 초신성은 거대한 별의 핵 붕괴로 인해 발생한 폭발로, 감마선 폭발과 함께 발생하는 장기감마선폭발(LGRB)에 해당한다. JWST는 초신성의 모은하(host galaxy)까지 성공적으로 확인했다. 이 모은하는 '붉은 반점'처럼 보이며, 나이가 어리고 금속함량이 낮은 특징을 지닌다. 과거에는 이처럼 먼 거리의 모은하까지 관측하는 것이 불가능했으나, JWST의 뛰어난 해상도와 감도 덕분에 가능해졌다.
"웹 망원경의 4년간 성과와 데이터"
JWST는 2021년 12월 25일 발사 후 2022년 7월 첫 이미지를 전송하며 본격적인 과학 임무를 시작했다. 이후 4년간 550테라바이트(TB)에 달하는 관측 데이터를 수집했으며, 이는 1,600여편 이상의 연구 논문을 촉발했다. 특히, 블랙홀과 암흑물질에 대한 새로운 단서를 제공하는 '작은 빨간 점들'과 빅뱅 후 5억7000만년에 존재하는 초대질량 블랙홀도 확인했다.
또한, 우리은하 내 볼프-레이에 별 쌍인 아페프 시스템에서 세 번째 초거성을 추가로 발견하며, 복잡한 항성계의 구조와 진화에 대한 새로운 통찰을 제공했다. 이는 JWST가 단순히 먼 우주만을 관측하는 것이 아니라, 우리 은하계의 복잡한 구조까지 해부할 수 있는 능력을 입증한 사례다.
"국제 공동연구와 향후 계획"
이번 발견은 국제 공동 연구의 성과로, 프랑스, 중국, 미국, 유럽 등 여러 국가의 위성과 지상 망원경이 협력하여 신속한 후속 관측을 수행했다. 감마선 폭발은 지난 50년간 우주 탄생 초기 10억 년 이내에서 단 10건 미만으로 관측된 희귀 현상이므로, 이번 사건은 매우 중요한 천문학적 사건이다.
연구팀은 향후 1~2년 내 추가 JWST 관측을 통해 모은하의 구체적 특성과 초신성의 세부적 성질을 완전히 규명할 계획이다. 이를 통해 초기 우주에서 별의 형성과 진화, 블랙홀 생성 메커니즘 등에 대한 이해가 한층 깊어질 전망이다.
이번 JWST의 성과는 단순한 천문학적 기록을 넘어, 초기 우주의 별과 은하 형성, 블랙홀 생성, 그리고 감마선 폭발 메커니즘에 대한 근본적 질문에 답할 수 있는 계기를 마련했다.
