천문·천체물리
고속 회전하는 제1세대(Pop III) 별의 원소 생성량 계산 — 고적색편이 은하의 질소 과잉 설명 시도
제임스웹 우주망원경(JWST)이 고적색편이 은하에서 빠른 질소 증가를 관측한 것을 계기로, 연구진은 초기질량 5~200 태양질량, 초기 회전속도가 임계속도의 0.7배인 금속 결핍 제1세대(Pop III) 별의 제네바(Geneva) 항성진화 모델을 중심부 산소 연소 종료 시점까지 계산했다. 회전은 새로 합성된 탄소·산소를 수소 연소층으로 혼합해 CNO 순환을 통해 질소를 만들어내며, 최종 원소비는 어느 층이 방출되는지에 따라 크게 달라졌다. 조밀 잔해를 남기는 모델은 log(N/O)=-0.49까지 도달한 반면, 쌍불안정 초신성(PISN) 모델은 질소 1.8~2.5 태양질량을 방출하면서 산소도 57~65 태양질량을 함께 내보내 log(N/O)가 -1.44~-1.29로 낮아졌다. 즉 질소 생성량이 많다고 해서 N/O 비가 높아지는 것은 아니며, 이 경향은 초기질량함수(IMF) 가중 이후에도 유지됐다. 연구진은 이 격자 모델이 GN-z11, CEERS-1019, GS 3073 같은 질소 과잉 천체를 해석할 자료가 될 것이라고 밝혔다.
arXiv astro-ph.GA (은하)