케플러초신성
[ Kepler's supernova ]
1604년에 뱀주인자리에서 발견된 초신성이다. 우리나라 조선시대의 기록과 최근 엑스선 우주망원경이 초신성잔해에 대해 연구한 결과로부터 케플러초신성은 제Ia형초신성이었음이 밝혀졌다(그림 1 참조). 우리은하에서 가장 최근 폭발한 초신성이다. 원형별(progenitor)은 태양에서 약 2만 광년 떨어진 곳에 위치하였으며 현재도 관측이 가능한 구각 형태의 잔해를 남겼다(그림 2 참조). 케플러(Johannes Kepler)가 발견한 것은 아니지만, 케플러초신성이라고 알려져 있다.
1572년 타이코브라헤가 카시오페이아자리에서 발견한 '초신성 1572'에 이어 우리은하에서 폭발하여 육안으로 관측이 가능한 두 번째이자 마지막 초신성이다.
그림 1. 조선과 유럽에서 남긴 케플러초신성의 광도 곡선. 조선실록에 최대 밝기 부근에서의 변화가 정확히 기록되어 있어 제Ia형초신성이라는 확실한 증거가 된다.(출처:‘초신성의 역사(The Historical Supernovae)’저자-D.Clark, S. Richard)
그림 2. 케플러초신성 잔해. (출처: )
목차
기본정보
케플러초신성의 최초 발견일은 1604년 10월 9일로 추정된다. 적경과 적위는 J2000.0년 기준으로 각각 17h 30m 42s와 -21° 29′이고 은하좌표계 값은 G4.5+6.8 이다. 지구로부터 거리는 약 20000광년(6.1 kpc)이다. 제Ia형초신성의 전형적인 예로 보이므로, 원형별은 쌍성을 이루고 있던 백색왜성으로 여겨진다. 가장 밝았을 때의 겉보기등급은 약 -2.25에서 -2.5로 생각된다.
관측
발견 당시 케플러초신성의 겉보기등급은 -2.5로서 금성을 포함한 다른 별보다도 밝았다고 한다. 유럽과 중국, 대한민국, 아랍에서 관측한 기록이 남아 있다.
당시 유럽에서는 화성과 목성의 동시에 충 위치에 다가오는 것을 관측하는 것이 최대 이슈였었다. 날씨 때문에 케플러는 10월 9일 관측할 수 없었지만 당대 유명 관측 천문학자인 패브리(Wilhelm Fabry), 마에스틀린(Michael Maestlin), 뢰슬린(Helisaeus Roeslin)을 포함한 델레 콜롬베(Lodovico delle Colombe)는 날씨의 방해 없이 그날 관측을 할 수 있었다. 이 가운데 델레 콜롬베만 이 별의 관측 기록을 남기지만, 그는 아리스토텔레스의 우주관에 근거해서 이 별이 '새별'이 아니고 원래 있던 항성이라고 주장하는 강연을 1606년 하였다. 한편 10월 17일에서야 프라하의 황실에서 관측을 시작할 수 있었던 케플러는 이후 1년여에 걸친 추가 관측으로 얻은 연구 결과를 1606년에 '뱀주인자리의 발 부분에 있는 신성(De Stella nova in pede Serpentarii)'에서 발표하였다(그림 3 참조). 처음 발견한 사람이 아니었지만 이렇게 해서 이 초신성은 케플러의 이름으로 불리게 되었다. 갈릴레오 역시 델레 콜롬베의 책이 나오자, 그의 견해를 비판하는 책을 출판하여 케플러의 연구 결과를 지지하였다.
그림 3. 케플러가 '신성'에 남긴 그림. 오른쪽 발목 근처에 N이라고 표시된 특이한 모양의 별이 신성이다. (출처: )
이 초신성에 대해서는 우리나라가 케플러 못지 않는 관측기록을 남겼다(그림 4 참조). 케플러의 관측보다 4일 빠른 10월 13일부터 시작하여 7개월에 걸쳐 50여 차례나 위치와 밝기를 관측한 결과가 조선왕조실록에 상세히 기술되어 있다. 이 기록은 케플러초신성의 최대광도 부근에서의 밝기변화를 시간에 따라 자세히 보여주는 유일한 자료이기 때문에 케플러초신성이 제Ia형초신성이라는 것을 밝히는 데에 도움을 주었다.
선조실록 178권에 의하면 선조 37년 9월 21일(양력 1604년 10월 13일)에 '밤 1경에 객성이 미수 10도에 있어,(북)극과는 110도 떨어져 있었으니, 형체는 세성(목성)보다 작고 색은 누르고 붉으며 동요하였다.'고 기록되어 있다. 선조는 '미수'라는 별자리가 조선에 해당하는데 객성이 나타나 오래 머문다는 것이 도둑별이 들었다고 생각하고 크게 염려했다고 한다.
그림 4. 선조실록에 기록된 케플러초신성의 관측 기록.(출처:‘초신성의 역사(The Historical Supernovae)’저자-D.Clark, S. Richard)