초신성 잔해의 빠른 팽창 : 천문학-우주 [한국창조과학회 자료실]

미디어위원회

2023-04-30

초신성 잔해의 빠른 팽창

(Supernova Remnants Expand Quickly)

David F. Coppedge

역사적으로 관측된 적은 수의 초신성 잔해들은 예상보다 5.5배 빠르게 팽창하고 있었다.

우리 은하수(Milky Way)에는 아름다운 성운처럼 보이는 300개 이상의 초신성 잔해(supernova remnants)들이 산재해 있다. 백조자리의 망상성운(Veil Nebula in Cygnus)은 잘 알려져 있다. 천문학자들은 우리 은하에서 예측된 초신성 잔해가 부족하다는 것에 당혹해왔다 : 그것들은 예상보다 5배나 적다. 천체물리학자 폴 서터(Paul Sutter)는 2021년 1월 6일 Universe Today 지에서 그 이유를 설명하려고 했었다. 올해에 앤드류 홉킨스(Andrew Hopkins)는 The Conversation(2023. 1. 20) 지에서, 가장 상세한 전파망원경 이미지에서 발견된 "가능성 있는" 초신성 잔해가 한 세그먼트에서 3배 더 많았다고 보고했다. 이 잔해는 공백을 메울 수 있을까?

팽창 시기

초신성 잔해에 관한 NASA의 한 기사(2011. 3)에서 천문학자들은 초신성 잔해의 크기, 반경, 속도를 통해, 초신성 잔해의 나이를 추정하는 방법을 설명하고 있었다. 하지만 인간이 눈으로 관측하여 기록된 초신성 폭발은 소수에 불과하다(Astronomy Magazine의 7개 목록 참조). 여기에는 SN 1987A, 티코의 별(Tycho’s Star, SN 1572), 케플러의 별(Kepler’s star, SN 1604), 게자리 성운(Crab Nebula, SN 1054) 등이 포함된다. 이것들만이 초신성 잔해의 팽창 속도를 실제로 측정할 수 있다. 가장 흥미롭고 가장 오래된 것은 AD 185년에 중국 천문학자들이 관측했던 '객성(guest star, SN 185)‘이다. 이 관측은 지금으로부터 1837년 전에 일어난 일이다. 새로운 연구 결과에 따르면, SN 185의 잔해는 이론이 예측한 것보다 훨씬 빠르게 팽창해왔다는 것이다.

Phys.org(2023. 3. 1) 지의 보도에 의하면, 미국 국립과학재단은 SN 185의 잔해로 추정되는 RCW 86의 팽창 속도(expansion speed)에 대한 새로운 측정값을 발표했다.

천문학자들이 현재 SN 185라고 부르는 이 역사적인 초신성은 대략 8000 광년 떨어진 알파 센타우리(Alpha Centauri) 방향, 황소자리와 켄타우루스(Circinus and Centaurus) 별자리 사이에서 발생했다. NSF의 NOIRLab의 한 프로그램으로, 칠레의 세로 톨로로 미주천문대(Cerro Tololo Inter-American Observatory)의 4m 망원경에 장착된 암흑에너지 카메라(Dark Energy Camera, DECam)로 촬영된, RCW 86 구조(초신성 폭발로 생겨난 구조)는 이 초신성의 잔해가 지난 1800년 동안 어떻게 진화했는지를 밝히는 데 도움을 준다. 천문학자들은 DECam의 놀라운 넓은 시야(wide-field vision) 덕분에, 오늘날 보여지는 것처럼, 초신성 잔해 전체를 볼 수 있는 드문 이미지를 만들 수 있었다.

풀려진 수수께끼

천문학자들은 관측된 잔해 RCW 86과 중국 천문학자들이 기록해놓은 '객성'과의 연관성에 대해 확신하지 못해왔었다. 그 이유는 무엇이었을까?

RCW 86과 SN 185 사이의 연관성은 오늘날 잘 확립되었지만, 항상 그런 것은 아니었다. 수십 년 동안 천문학자들은 거대한 별이 폭발하여 물질들을 날려버리는, 전통적인 핵붕괴 초신성(core-collapse supernova)이 오늘날 우리가 보는 것과 같은 구조를 형성하는데, 약 10,000년이 걸릴 것이라고 생각했다. 이렇게 되면 AD 185년에 관측된 초신성 폭발보다 훨씬 더 오래전에 폭발한 것이어야 했다.

1837년이 지난 후에, 어떻게 10,000년 된 초신성 폭발의 구조를 만들 수 있었을까? 이는 예상 팽창률의 5.5배에 달하는 것이다! 이것은 가정(assumptions)에 의문을 제기하는 것이다.

이 예비 추정치는 주로 초신성 잔해의 크기를 측정한 결과에서 나온 것이다. 그러나 2006년에 발표된 연구에 따르면, 그 크기가 매우 큰 것은 팽창 속도가 매우 빨랐기 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 새로운 추정치는 약 2000년의 비교적 젊은 나이와 훨씬 더 부합하며, 이는 RCW 86과 수세기 전에 관측된 객성(guest star) 사이의 연관성을 강화시키는 것이다.

CEH는 이전 글(2006. 10. 1)에서 2006년 연구를 보도했었다. 그로부터 17년이 지난 지금, 천문학자들은 그들을 당황스럽게 만드는 천체로 인해 어려움에 직면하고 있는 것이다.

이론을 구조하기

천문학자들은 자신들의 실수를 어떻게 설명할까? 기사에서는 “아, 우리는 그것이 Ia형 초신성인 줄을 알지 못했다. 그것은 다른 초신성보다 빠르게 팽창한다”라고 설명한다. 이러한 설명이 팽창속도가 5.5배나 증가한 것을 만족스럽게 설명하는지 여부는 이 글의 범위를 벗어나는 것이다.

초신성 잔해까지의 거리를 측정하고, 초신성의 종류를 결정하는 것이 항상 간단한 일이 아니다("초신성 연대 측정과 분류는 간단하지 않다", 2012. 9. 30. 기사 참조). 또한 어떤 장애물이나 조건이 특정 초신성의 팽창을 가속시켰거나 감속시켰는지 추론하는 것은 매우 어렵다. 추정치는 경험적 근거보다는 이론에 의존하게 된다. 따라서 천문학자들이 성경적 연대보다 훨씬 더 많은 시간이 필요한 과정에 대해 자신 있게 말할 때, 우리는 과학이 따라잡을 때까지, 몇 년을 기다려볼 것을 제안한다.

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창조 천문학자들은 젊은 우주의 증거로서 초신성 잔해의 부족을 지적해 왔다(Sarfati, 2011). 그러나 대니 포크너(Danny Faulkner, 천문학 박사)는 1994년 ICC 논문에서 결함을 발견하고, 오래된 초신성 잔해의 나이 추정치 중 일부가 제대로 고려되지 않았다고 믿으며, 이 주장을 사용하지 말라고 조언했었다(Faulkner, 2017). 이제 새로운 증거는 전문가들의 주장이 80% 이상 틀렸다는 것을 보여주고 있다. 따라서 건강한 회의론을 계속 유지할 것을 권장하는 바이다(Coppedge, 2007).

예를 들어, 1999년에 베일 성운(Veil Nebula)이 수만 년 전의 것이라는 이야기를 들었다고 가정해보자. 그 일로 인해 성경적 연대기를 의심하게 되고, 신앙에 의문을 품기 시작했다고 가정해보자. 2001년 베일 성운의 나이가 5,000년으로 단축된 수정 이야기에 대해 전혀 듣지 못했다고 가정해보자. 여기서 우리는 무엇을 배울 수 있을까? 한편으로는 포크너가 그랬던 것처럼, 성경을 지지하기 위한 부정확한 주장은 바로잡을 필요가 있다. 그러나 다른 한편으로는 세속적 과학자들의 과학적 합의를 맹목적으로 신뢰하는 것은 배도의 문으로 들어가는 것이 될 수 있다(예: 2007. 1. 12). 건강한 과학 철학은 경험적 엄밀성을 무시하지 않으면서, 오류에 빠지기 쉬운 인간의 생각을 맹목적으로 신뢰하지 않는 것이다. 성경은 확고한 과학적 태도를 가르치고 있다 : "범사에 헤아려 좋은 것을 취하고" (데살로니가전서 5:21).

*참조 : 젊은 우주를 가리키는 한 증거 : 초신성 잔해들이 부족하다.

https://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294258&bmode=view

잘못 평가되었던 초신성들의 연대

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=13836232&bmode=view

생각했던 것보다 80%나 젊어진 초신성

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=13836252&bmode=view

초신성 잔해들은 모두 어디로 갔는가?

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289373&bmode=view

관측된 역사적 초신성들의 메아리.

https://creation.kr/YoungEarth/?idx=1289368&bmode=view

초신성 핵생성 이론이 부정되고 있다.

https://creation.kr/SolarSystem/?idx=1294305&bmode=view