수퍼노바가 지나간 자리에 남는 초신성의 잔해들, 그 잔해들을 일러 보통 Supernova remnant 혹은 SNR이라고 부릅니다. 오늘은 바로 이 SNR에 대해서 살짝만 알아보겠습니다. 왜 살짝이냐고요. 깊게는 제가 어려워서 못 알아들으니까요.
1. SNR : Super Nova Remnant
SNR은 Supernova remnant의 약자입니다. 말 그대로 수퍼노바의 잔해물을 의미합니다. 폭발하고 나면 모두 사라지는 것 아닌가 하는 생각을 하셨나요? 아주 작은 폭죽을 터트려도 먼지와 가스들 부산물이 많이 잔존하는 것을 볼 수 있습니다. 하물며 엄청난 크기와 질량을 가진 별이 폭발을 일으켰다면 방출된 에너지도 어마무시하겠지만 그만큼 잔존하는 잔존물도 많을 수밖에 없겠죠. 초신성의 폭발 이후에도 때문에 여전히 많은 구성물들이 남아있을 수 밖게 없습니다.
2. 초신성의 잔해가 구성되는 과정
수퍼노바, 즉 초신성 폭발이 일어나면 이 과정에서 매우 높은 수준의 빛과 방사선 에너지를 외부로 방출하게 됩니다. 뿐만 아니라 이외에도 중성자, 중성자성 충돌, 충격파 등 여러 가지 복잡한 물리 현상들이 동시에 일어나죠. 이런 다양한 형태의 활동들은 모두 에너지의 한 형태이기 때문에 이 과정에서 이 별이 가진 전체 에너지의 일부는 폭발과 함께 외부로 방출된 것으로 생각할 수 있습니다. 이 에너지의 양은 우리가 육안으로 관측할 수 있을 만큼의 폭발이기 때문에 매우 대량의 에너지라고 할 수 있습니다. 사실 이렇게밖에 표현을 하지 못하긴 하지만 그 양은 인간이 관측 혹은 예측하기엔 쉽사리 가늠하기 어려운 양이라고 볼 수 있겠죠.
초신성이 폭발하고 나면 이 과정에서 발생하는 충격들이 원자나 분자를 극도로 높은 온도와 압력으로 압축시키는 현상이 일어납니다. 그리고 그 결과 원자를 구성하는 전자를 제거하게 됩니다. 이렇게 만들어지는 것이 바로 양이온인데 폭발 후의 별에는 다양한 종류의 양이온이 존재합니다. 양이온이란 원래 자신이 가지고 있었던 전자를 하나 잃어버리고 난 후 양전하를 가지게 된 원자나 분자를 의미합니다. 이건 또 무슨 말이냐 하면, 원래 원자와 분자들은 양성자+전자+중성자이 구조를 가지고 있습니다. 하지만 이 원자나 분자들이 고온이나 고압의 활동이나 작용이 이루어지면 이 과정에서 전자를 잃는 현상이 발생합니다. 이 것을 플라스마 현상이라고도 하고, 플라즈마 현상이 발생하며 일어나는 폭발이 초신성 폭발이라고 볼 수 있는 것입니다.
충분한 질량을 가졌던 별이 거대한 폭발과 함께 별의 에너지가 방출되고 나면 그 후 많은 양과 가스, 그리고 먼지등이 존재할 수 있습니다. 이 먼지와 가스들이 바로 양이온화된 별들의 잔해라고 볼 수 있습니다. 양이온화 된 성분들은 그 이후 활동을 멈추는 것이 아닙니다. 남아있는 열과 온도들 역시 여전히 높은 상태이기 때문에 남은 성분들에게 지속적으로 영향을 미치게 되는데 이 과정에서 잃어버린 전자를 되찾는 방향으로 물질들 간의 결합이 일어나거나 혹은 충돌이 발생하기도 합니다. 이 과정을 중성자화라고 하는데 Supernova remnant 안에는 이렇게 양이온화된 상태로 남은 별들의 잔해와, 중성화되어가고 있는 구성물들이 혼재하게 하는 상태를 의미합니다.
양이온화 : 양성자+전자+중성자의 구조 중 전자를 잃고 양성자와 중성자만 남은 형태
음이온화 : 양성자+전자+중성자의 구조에 전자를 하나 더 얻어 두 개의 전자와, 양성자, 중성자의 형태가 된 경우
댓글