별의 폭발을 직접 본다: CHARA 어레이 노바 폭발 관측의 성과

단순한 섬광이 아니었다. 인류가 우주의 가장 극적인 드라마인 노바(신성) 폭발의 초기 단계를 고해상도 이미지로 포착하는 데 성공했다. 조지아 주립대학교의 CHARA 어레이는 2021년에 발생한 두 건의 노바 폭발을 근적외선 간섭계 기술을 통해 관측했다. 이는 그동안 간접적인 추론에만 의존했던 노바의 팽창 과정을 직접적인 시각 정보로 전환한 중요한 성과로 평가받는다.

V1674 Herculis: 비구형 폭발과 감마선의 연결고리

연구진이 관측한 V1674 Herculis는 기록상 가장 빠른 속도로 진화한 노바 중 하나다. 발견 후 16시간이 채 되기 전에 최고 밝기에 도달했다. CHARA 어레이가 폭발 2.2일 후 촬영한 이미지는 노바가 완벽한 구형이 아닌, 북서쪽과 남동쪽으로 뻗어 나가는 두 개의 이젝타(분출물) 흐름을 가진 타원형 구조임을 보여주었다.

이러한 비대칭적 분출은 서로 다른 속도를 가진 물질들이 충돌하며 강력한 충격파를 형성했음을 시사한다. 실제로 NASA의 페르미 감마선 우주 망원경은 이 시기에 고에너지 감마선을 감지했다. 게일 셰이퍼 CHARA 어레이 소장은 이를 두고 "물질이 별에서 어떻게 튕겨 나가는지를 보여주는 초근접 뷰"라고 설명했다.

V1405 Cassiopeiae: 50일간 이어진 미스터리한 외층

반면 V1405 Cassiopeiae는 정반대의 양상을 보였다. 최고 밝기에 도달하는 데만 53일이 걸린 이 노바는 관측 결과 예상보다 훨씬 좁은 반경인 0.85 au 내에 물질이 머물러 있었다. 이론적으로라면 이미 23~46 au까지 팽창했어야 할 시점이었다.

이는 폭발로 팽창한 외층이 이중성 시스템 전체를 감싸는 '공통 외층(Common Envelope)' 단계를 거쳤음을 의미한다. 이 시기 동안 두 별은 서로 매우 가까운 거리에서 궤도 운동을 하며 외층 물질을 밖으로 밀어냈을 것으로 추측된다. 와이어드에 따르면, 이러한 현상은 우주 전체 별의 약 10% 이상에서 발생하는 근접 조우 과정을 이해하는 열쇠가 될 전망이다.