APOD: 초신성 잔해 Pa 30 — 1181년 '객성'이 남긴 845년의 수수께끼
하와이 제미니 북 망원경(Gemini North Telescope)으로 관측한 성운 Pa 30은 1181년 중국·일본·아랍 천문학자들이 185일간 하늘에 나타났다고 각각 기록한 '객성(guest star)'을 일으킨 초신성의 잔해로 추정된다. 이 폭발은 Ia형의 변종인 Type Iax 초신성으로 분류되며, 두 개의 백색왜성이 병합해 발생한 것으로 여겨지지만 정확한 과정은 아직 밝혀지지 않았다. 중심부의 별은 매우 뜨겁고 강한 항성풍을 내보내며, 이것이 방사형 필라멘트를 형성한 것으로 보인다. 필라멘트를 따라 진주처럼 이어진 매듭 구조의 지름은 4광일(light-day)에 달한다. 이미지는 국제 제미니 천문대/NOIRLab/NSF/AURA가 제공했다.
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초신성 Iax형 잔해 Pa 30에서 '매듭(knot)' 구조 발견
제미니 노스(Gemini North)/GMOS의 심층 협대역 관측으로 Pa 30 성운의 분출물 필라멘트에서 미세 구조가 드러났다. [S II] 영상에서 검출된 필라멘트 수가 기존 연구보다 약 한 자릿수(order of magnitude) 늘었고, 필라멘트가 매끄러운 방사형 선이 아니라 매듭(knot)·덩어리의 연쇄로 구성돼 있음이 확인됐다. 또한 [O III] 영상은 기존에 관측된 확산 [O III] 방출이 동일한 [S II] 필라멘트에서 비롯됐음을 처음으로 확인했다. 성운 중심이 중심별 위치와 일치해 잔해가 큰 횡방향 킥을 받지 않았으며, 항성 킥 속도의 3σ 상한은 약 100km/s 이하로 측정됐다. [S II] 필라멘트의 중앙값 폭은 0.7″로 시상(seeing) 0.50″보다 다소 넓어 부분적으로 분해된 것으로 보이며, 이는 매듭의 특성 지름이 약 10^16cm임을 시사한다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
중성미자 자기모멘트와 강한 자기장을 지닌 초신성
연구진은 마요라나(Majorana) 중성미자를 대상으로, 일부 중심핵 붕괴 초신성에 존재하는 강한 자기장과의 결합이 중성미자 진화에 미치는 영향을 분석했다. 중성자별을 남기는 17 M☉의 중성미자 구동 초신성과 블랙홀을 남기는 26 M☉의 자기회전 초신성에 대한 상세 시뮬레이션을 수행해, 가동 중인 JUNO와 향후 운영될 하이퍼-카미오칸데(Hyper-Kamiokande) 실험에서의 초신성 중성미자 플럭스와 사건률을 예측했다. 그 결과 중성미자 구동 초신성에서는 전이 자기모멘트가 10⁻¹⁴ μ_B일 때 중성자화 폭발 및 강착 단계에서 유의미한 영향이 나타났고, 자기회전 초신성에서는 초기 단계에서 10⁻¹⁵ μ_B 수준까지 영향이 확인됐다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
Chana: GPU 가속 AMR 기반 일반상대론적 자기유체역학(GRRMHD) 코드 공개
일반상대론적 자기유체역학(GRMHD), 다중그룹 M1 중성미자 수송, Z4c 형식의 동역학적 시공간 진화를 함께 다루는 GPU 가속 블록 구조 적응격자(AMR) 코드 Chana가 arXiv에 공개됐다. C++20으로 작성됐고 분산 메모리 및 이식성 있는 병렬화를 위해 MPI와 Kokkos 5를 사용하며, 경직성(stiff) 복사-물질 상호작용은 연쇄법칙으로 해석적으로 구한 야코비안을 이용해 음해법으로 처리한다. 중성미자 3종과 종당 12개 에너지 그룹을 사용한 대표적 중심핵 붕괴 초신성 설정에서, 4단계 RK4 적분을 쓸 때 NVIDIA A100 GPU 기준 GPU 초당 약 1.1×10^6 셀 업데이트 성능을 달성했다. Perlmutter에서 256개 GPU까지 약한 확장(weak-scaling) 효율은 85% 이상으로 유지됐다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)
용골자리 OB1 성협의 별 형성, 초신성 폭발이 연쇄적으로 촉발했을 가능성
용골자리 성운을 품은 용골자리 OB1(Carina OB1) 성협은 우리 은하에서 가장 무겁고 잘 연구된 OB 성협으로, 연구팀은 이 안에서 가장 무거운 8개 성단의 형성사와 운동학적 진화를 분석했다. 가이아 DR3(Gaia DR3) 측성 자료로 성협의 3차원 구조를 파악하고 지난 1,300만 년간 성단 위치를 역추적한 결과, 가장 오래된 성단인 NGC 3293(1,300만 년)은 용골자리 나선팔에서 태어났으며 약 400만 년 뒤 이 성단에서 11회의 초신성 폭발이 시작된 것으로 나타났다. 연구팀은 이 폭발들이 만든 팽창 거품이 원래 분자운 복합체의 남쪽과 상호작용해 중심부 용골자리 성운의 더 젊은 성단들이 순차적으로 형성됐다는 시나리오를 제시했으며, 지난 1,000만 년간 16±4회의 초신성 폭발이 성협의 무거운 성단 형성에 중요한 역할을 했다고 본다. 다만 성협 전체의 대규모 팽창은 초신성 피드백이 주도한 것이 아니라, 원래 속박되지 않은 분자운 복합체의 초기 운동학을 반영하는 것으로 보인다.
arXiv astro-ph.GA (은하)