초신성 폭발이 생명체에 미치는 영향

 

 

 

 

 

초신성 폭발이란? Astronomy / Science 2011/05/22 15:32   http://blog.naver.com/jky7296/110109447884 전용뷰어 보기       초신성폭발   최소한 태양질량의 3배 이상되는 별이 큰 폭발로 자신의 끝을 마무리하는 드라마틱한 천문학적 이벤트죠. 이 초신성 폭발은 왜 발생되는지, 그 원리는 무엇인지 간단히 파해쳐보겠습니다. 일단, 적색초거성 상태의 항성시점에서 이야기를 시작하겠습니다. 적색초거성은 아시다시피 내부와 외부에서 동시에 진행되는 핵융합반응에 항성이 불안정해져 크게 팽창한 상황입니다. 별의 중심에는 철로된 핵이 자리잡고 겉으로 나가면서 규소, 산소, 질소, 탄소, 헬륨, 수소 등...의 차례로 양파마냥 구조를 이루고 있구요.  (철이 중심에 자리잡은 이유는 철이 전 원소를 통틀어 가장 안정적이며 핵융합을 시켜도 철은 '흡열반응'을 통해 되려 에너지를 흡수합니다. 이것이 무슨말이냐면 에너지가 질량으로 다시 돌아가버립니다 때문에 일반적 핵융합으로는 철 이상의 원소가 생성되는것은 불가능하며 때문에 철이 핵을 구성하게 됩니다) 중심부에서 꾸준히 생산되는 에너지로 그나마 버틸 수 있었던 적색초거성이 철의 핵융합 반응으로 인해 흡열반응으로 인해 방출하던 에너지를 빼앗기게되면 어떻게될까요? 일단 항성이 굉장히 불안정해지기 시작해서 맥동변광성으로 변모하게 됩니다 (대개 초신성이 되기 얼마 남지않은 시점의 별들이 이 모습을 하고있죠 대표적인예가 베텔기우스.) 그후.. 핵의 질량이 충분하게 증가된다면 (철 핵의 겉 규소가 지속적으로 핵융합을 하여 철이되어 쌓이거든요)  중심부가 찬드라세카르의 한계를 넘어서면서 중성자별로 변하게 되고.. 항성을 지탱해줄 에너지가 사라져버립니다. 그러면 팽창해있던 항성의 외각부는 중력에 의해 한꺼번에 중심으로 떨어지기 시작합니다. 자유낙하하듯이.. 이 물질들이 중성자별에 충돌하여 발생하는 막대한 충격파는 바깥으로 전파되어 아직 핵융합이 시작되지 않은부분의 핵융합을   발발시키게 되죠. 결과적으로.. 별의 모든곳에서 핵융합이 한꺼번에, 그것도 아주 빠른속도로 진행됩니다. 이때 나오는 에너지는 굉장히 많습니다. 어지간한 은하 하나의 밝기보다 밝은경우가 허다하고 그나마 이것은 약한편에 드는 II형의 보통의 초신성의 경우입니다. 극 초신성 (Hypernova) 의 경우 핵이 너무 무거운 탓에 빠르게 붕괴되어 초신성폭발이 끝나기도 전에 블랙홀로 변해버립니다. 이경우 블랙홀이 중력붕괴를 유도하기 때문에 훨씬 더 빠르고 밝은 초신성이 형성됩니다. 그리고 어떤 경우에는 극초신성의 한 갈래로서 '쌍불안정성 초신성'이 형성되는데요. 중심핵에 축적된 탄소의 핵융합으로 나오는 감마선의 강도가 지나치게 상승하면 순간적으로 감마선이 양전자와 전자로 생성되었다가 다시 합쳐지면서 감마선으로 되는 과정을 반복하게 됩니다. 이렇게되면 감마선이 핵 외부로 방출되는 과정이 지나치게 느려지고, 이때문에 핵에는 엄청난 양의 에너지가 쌓이게 되죠. 반대로 외부로 나가는 에너지가 줄어든 탓에 항성외부는 내부를 내리누르기 시작합니다. 이렇게 되면 중심핵과 그 주위까지 폭팔적으로 핵융합을 시작하게 되는데요 이것이 초신성폭발로 번지지 않고 일시적인 폭발로서 끝나는 경우도 있지만 별 전체로 번지게되면 초신성이 되버립니다 이 경우에는 핵의 붕괴가 초신성 폭발의 발발원인이 아니므로, 항성전체가 날아가버립니다. 이러한 초신성 폭발이 생명체에 미치는 영향은... II형 초신성(보통의 초신성입니다)의 경우 의견이 분분하긴 하나 보통 7~10광년 이내의 모든 생물체를 괴멸시키며 극초신성의 경우 500광년 정도의 생물체가 괴멸된다고 합니다.  다행히 지구엔 이런 초신성 후보가 없다고 합니다. 아 참고로 눈에 보이지 않는 형태의 에너지 (중성미자나 감마선, 충격파 등..)으로 방출되는 에너지의 양이 99%를 넘게 차지하며 눈에 보이는 '가시광선'의 형태로 방출되는 에너지는 1%도 되지 않는다고 합니다

      

                        - 네이버 블로그 < 별들은 가깝지 않아 아름답다> 켄츠 님의 글 중에서