초신성 편집하기

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* 관련문서: [[항성]]
* 이것보다 센거: [[극초신성]], [[감마선 폭발]]

== 설명 ==
{{크기|4|Supernova, 超新星}}

[[태양(항성)|태양]]보다 질량이 더 나가는 별이 수명이 다되어 철 원자핵이 생성되고 핵융합 반응을 더 이상 하지 못하자 핵이 발기된 자지마냥 좆나 뜨거워지고 밀도가 높아져 [[광전사|버틸 수가 없을 때]] 킹왕짱 큰 폭발을 하는 현상. 

'''슈퍼노바'''라고도 한다.

항성은 엄청난 질량의 물질이 뭉쳐서 형성된 천체이기 때문에 그 중심핵은 엄청난 압력으로 쥐어짜이고 있다. (태양만 해도 중심부의 압력은 2600억 바에 달한다) 이 엄청난 압력으로 인해 중심핵에서는 핵융합 반응이 발생하여 복사압을 방출하여 스스로 
무너지려고 하는 중력에 대항해서 자신의 형체를 유지하는데, 핵융합에 쓸 수 있는 수소는 항성 전체 질량의 10% 정도에 불과하며([[적색왜성]]은 항성 내부의 대류작용이 활발해서 헬륨이 핵에 축적되지 않고 외부의 수소를 끌어오기 때문에 간신히 경수소 핵융합을 유지하지만 수명은 훨씬 더 길다) 핵의 수소가 고갈되면 핵융합으로 방출하던 복사압과 중력의 균형이 무너져 중력 붕괴가 핵을 짓누르기 시작한다. 이러면 핵에 가해지는 압력과 온도가 크게 올라가 헬륨 핵융합 반응이 가능해지면서 복사압이 중력을 이겨서 부피가 크게 팽창하며 적색거성이 된다.

태양질량의 12배를 넘는 무거운 별들은 핵융합 반응을 지속해서 최후인 규소 핵융합까지 진행한다. 그런데 규소 핵융합은 지속시간이 길어봐야 하루에 불과할 정도로 극히 짧고, 규소 핵융합으로 생성되는 최후의 원소인 니켈-56은 이론상 핵융합이 가능하지만 발열반응이 약해서 복사압을 충분히 만들지 못하며 이 때의 중심핵은 온도가 28~35억 켈빈에 달하는 극고온 상태라 원자가 고에너지 감마선을 흡수해 양성자나 중성자를 배출하는 광붕괴 현상이 일어나 더 이상의 핵융합을 방해하고 중심핵에는 니켈-56이 코발트-56을 거쳐 철-56으로 붕괴하여 중심핵에는 철이 쌓이게 된다. 그런데 철은 원소 중에서 질량 대비 결합 에너지가 가장 커서 핵분열, 핵융합 반응 둘 다 에너지를 내놓는게 아니라 에너지를 흡수한다. (흡열 반응) 이 때문에 규소 핵융합이 끝나면 더 이상 중심핵에선 중력붕괴에 대항할 복사압을 형성하지 못하게 되고, 중심핵에 가해지는 항성 자체 질량의 중력붕괴에 의해 중심핵을 구성하는 철의 양성자가 전자를 포획해 중성자가 되어 핵은 거대한 중성자 덩어리가 되어 안정된다. 하지만 부피가 갑자기 줄어들기에, 항성의 전체 물질이 핵을 향해 광속의 4분의 1 속도로 쏟아지는 내파 현상이 발생하면서 중심핵에 충돌하고 거대한 충격파가 발생해 항성 전체의 온도를 최대 1조 켈빈까지 올려 핵융합 반응이 항성 전체에서 발생하면서 철을 넘어서는 무거운 원소를 마구 생성한 뒤 폭발하여 중심핵을 제외한 부분을 우주로 날려버리는데 이게 초신성이다.

남은 중심핵의 질량이 태양 질량의 1.44배(이를 찬드라세카르 한계라 한다)를 넘으면 중성자 축퇴압으로 붕괴를 막아 [[중성자별]]이 남는다. 하지만 남은 핵의 질량이 태양 질량의 약 3배 이상일 경우(톨먼-오펜하이머-볼코프 한계)에는 더 이상 중력붕괴를 저지할 힘은 존재하지 않게 되어 끝없이 수축하는 자신의 사건의 지평선에 먹혀버려서 [[블랙홀]]이 탄생하게 된다.

중성자 축퇴압 이전에 전자 축퇴압이라는 힘에 막히는 경우도 있는데 이 경우는 초신성 폭발을 하지 않을 정도로 가벼운 별이라는 뜻이다. 우리 태양도 이에 해당한다. 이 경우 [[백색왜성]]이 된다.

초신성 덕분에 중원소(탄소~철까지)가 우주에 탄생했기에, 우리 인류가 탄생하고 [[헬지구]]가 탄생했다. 그래서 숨은 영웅이다. 고로 우리는 별의 자손.

더 강려크한 폭발을 내면 [[감마선 폭발]]이라는 조오오오온나 간지나고 울트라캡숑 존나게 큰 폭발이 나온다. 위험은 덤이다.

근데 빛과 어둠이 있다.

빛은 방금 위에서 말한대로고 어둠은 [[행성]]이 [[플래닛 버스터|끔살]]당할 수도 있다는 것이다. 으어얽.

다행스러운건 지구 근처에는 초신성을 일으킬 만한 별이 아주 멀리있고, 설령 초신성폭발을 일으킨다해도 거리가 너무멀어서 그 폭발의 영향은 없음. 다만 [[WR104]]라는 커다란 변수가 존재한다. 다만 최근 연구엔 거의 영향이 없다고..

만약에 알 수 없는 이유로 자전축이 빼애애앵을 해 지구쪽으로 제대로 틀어잡히면 [[심연의 하늘]] 현실판이 벌어졌을지도..?

곧 돌아가실 초신성 후보는 오리온자리의 베텔게우스가 있다. 폭발이 너무 크면 핵까지 아작난다. 우리 태양계가 탄생한 것도 이전의 좆나 커다란 별이 장렬하게 산화하면서 핵까지 깨먹었기 때문...

닥터가 [[타디스]] 사용 설명서를 던진 곳이다.

스펙트럼 분석을 통해 크게 1형과 2형으로 분류하는데 1형은 수소선이 관측되지 않으나 2형에선 수소선이 보인다. 1형 중 하위인 1a형은 규소선이 보이는데 백색왜성이 주변의 물질을 쳐묵쳐묵한 끝에 찬드라세카르 한계를 넘어서서 발생하며 폭발의 위력이 2형보다 더 강력하다.(초신성 폭발로 생명체가 전멸할 수 있는 범위에 대해선 학자들마다 의견이 다르지만 2형 초신성은 7광년 정도고, 강력한 1형은 20~300광년으로 본다) 2형 초신성은 질량이 매우 무거운 항성이 핵융합 과정을 끝까지 진행한 끝에 [[철]]이 중심핵에 자리를 잡아 그 이상의 핵융합이 불가능해져서 발생하는 중심핵의 수축이 원인이다.

== la형 초신성 ==
[[백색왜성]]이 주변의 성간물질이나 동반성(우주에선 쌍성계가 매우 흔하다)의 물질을 털어먹다가 찬드라세카르 한계를 넘어서거나 백색왜성끼리 충돌하면 발생한다.

우주에서 자주 일어나는 초신성인데 항성의 97%가 백색왜성으로 축퇴되며 우리 은하에만 백색왜성이 약 240억개 존재한다고 추정할 정도로 매우 흔하기에 현재도 쉽게 관측된다.

이 초신성에서는 주로 철까지의 원소가 생성되고, 그보다 무거운 원소는 0.01% 생성된다.

얘네들의 밝기가 죄다 똑같아서 우주 팽창의 증거가 되었었다. 근데 2021년 들어 미묘한 차이가 생기는 바람에 논란이 생김.

=== Iax형 초신성 ===
1a형 중 5~30%는 초신성 폭발을 해도 [[백색왜성]]이 완전히 파괴될 정도의 위력을 내지 못해 [[좀비별]]을 생성한다. 좀비별은 파괴되지 않은 백색왜성이 동반성의 물질을 흡수해 젊어지고 계속해서 주변 별을 흡수하는 특징이 있다.

== Ib/Ic형 초신성 ==
볼프–레이에별 또는 근접 쌍성계의 적색 초거성이 일으키는 초신성 폭발.

== II형 초신성 ==
태양 질량의 12배~40배인 항성이 다다르게 되는 최후다. 태양 질량의 12배를 넘는 항성은 마지막 항성 핵융합인 규소 핵융합을 할 수 있다. 그러나 이전의 핵융합 반응과 달리 규소 핵융합 반응은 지속시간이 매우 짧고(지속시간은 길어봐야 1일 정도이며 보통 몇 시간 간에 종결된다),이 반응이 일어나는 항성의 중심핵 온도는 28억~35억 켈빈에 달하는 극초고온이라 원자핵이 고에너지 감마선을 흡수해 들뜬 상태가 되면서 양성자나 중성자를 방출하는 광붕괴 현상이 일어나 더 이상의 핵융합을 방해한다.

여기에 규소 핵융합의 최종 산물인 니켈-56은 발열 반응이 약해서 중력에 대항할 에너지를 충분히 만들지 못하고, 방사성 붕괴를 통해 코발트-56을 거쳐 철-56으로 변하는데 철은 핵자 구조 메커니즘에서 결합 에너지가 가장 크기 때문에 핵분열과 핵융합 둘 다 에너지를 퍼먹어야만(흡열 반응) 가능하기에 별의 중심핵에는 철이 쌓이기 시작하고 자기 질량으로 발생하는 중력붕괴를 견디지 못해 찌그러진다. 이러면 핵은 전자 축퇴압([[약력]])으로 중력붕괴에 대항한다. 파울리의 배타원리에 따라 페르미온(전자도 페르미온이다)은 같은 양자 상태에 있을 수 없으므로 전자가 서로를 밀어내는 힘으로 버티는 것이다. 중심 철핵의 질량이 태양질량의 1.44배(찬드라세카르 한계)를 넘기지 못하면 전자 축퇴압으로 중력붕괴가 상쇄되고, 부풀어오른 항성의 외각은 행성상 성운을 형성하여 우주로 흩어지고, 중심핵은 백색왜성으로 남는다.

그러나 중심 철핵의 질량이 찬드라세카르 한계를 넘으면 전자축퇴압이 중력에 무력화되고 중심핵은 다시 찌그러들면서 구성원소인 철 핵의 양성자가 전자를 포획해 중성자로 변한다. 중심 철핵은 중성자 덩어리로 변하여 중성자 축퇴압으로 중력붕괴에 다시 대항한다. 하지만 중성자 덩어리가 된 핵은 갑자기 부피가 줄어들게 되고, 이에 항성의 구성물질들이 광속의 4분의 1 속도로 중성자 덩어리가 된 핵에 차례대로 충돌하면서 막대한 충격파가 발생하며, 이 충격파는 외부로 전파되면서 닿는 모든 물질들을 최소 1천억 켈빈에서 최고 1조 켈빈에 달하는 극초고온으로 가열시켜 엄청난 에너지를 전달해 철을 넘는 중원소의 핵합성을 일으킨다.(고속 중성자 포획, 양성자 포획 과정) 이 과정에서 철보다 무거운 원소들이 마구 합성되고, 매우 불안정한 일부 원소들은 합성 직후에 자발적인 핵분열을 일으켜 또 에너지를 방출한다. 충격파에 의해 별은 산산조각나면서 2형 초신성으로 폭발하여 은하 전체의 밝기와 맞먹는 빛을 순간적으로 발산한 뒤 밀도가 극히 높은 중심핵만 중성자별로 남고 나머지 구성물질은 우주로 날아간다.

== 유사 초신성 ==

Supernova imposter

[[임포스터]] 초신성. 신성 보다 밝은 폭발이 일어났는데 별이 그대로 남아있는 경우다. 다른 명칭으로는 5형 초신성, 밝은 청색 변광성 폭발이라고도 한다.

대표적인 사례가 용골자리 에타로 원래는 4등급인 어두운 별이었으나 1837년 순식간에 0등급으로 밝기가 폭발적으로 증가했다가 점차 어두워졌으며 현재는 다시 밝아지고 있다.

태양질량의 18배 이상인 적색 초거성이 어느날 갑자기 어두워지는 현상도 유사 초신성의 일종인데 이는 중심핵이 너무 무거운 탓에 즉시 항성 질량 블랙홀로 붕괴한 뒤, 막 터지려는 초신성을 잡아먹는 것으로 실패한 초신성(Failed supernovae)이라고 한다. 

극초신성, 감마선 폭발과 함께 [[블랙홀]]의 탄생을 알리는 현상 중 하나다.

== 쌍불안정형 초신성 ==
태양 질량의 130배 이상 250배 이하의 극히 무거운 질량을 가지면서 금속(탄소 이상의 원소)함유량이 적은 항성에서 발생하는 초신성 현상. 

태양 질량의 100배 미만인 항성은 항성 내부에서 전자와 양전자의 쌍생성-소멸이 충분하지 않아서 이 반응이 일어나지 않는다. 초기 질량과 중원소 함유량에 따라 최후가 달라지는데 태양 질량의 40~90배이고 중원소 함유량이 적으면 초신성 폭발 없이 바로 [[블랙홀]]로 붕괴한다. 태양 질량의 40배 이상이고 태양과 유사한 수준으로 중원소를 함유했다면 희미한 1b/c형 초신성, 혹은 감마선 폭발을 동반하는 극초신성 현상이 발생하고 중성자별을 남기지만 이 중성자별이 주변 물질을 바로 빨아들여서 톨먼-오펜하이머-볼코프 한계(중성자 축퇴압으로 버틸 수 있는 질량의 한계로 태양 질량의 3배로 추정)을 초과하게 되어 [[블랙홀]]로 붕괴된다. 중원소 함량이 매우 많으면(태양의 3배 이상) 초기 질량에 상관없이 중성자별을 남긴다.

100~130배 사이일 경우 쌍생성-쌍소멸 반응이 발생하지만 항성 내부의 열평형을 감소시킬 정도는 되지 못해 별이 수축했다가 다시 평형 상태로 돌아가는 맥동 현상이 발생하여 질량을 상당히 방출하게 되고 이 과정을 반복해서 태양 질량의 100배 미만으로 내려가게 되며, 결국에는 중원소 함량에 따라 다른 최후를 맞는다.

태양질량의 130~250배라면 드디어 쌍불안정형 초신성 현상이 발생한다. 항성 내부에서 전자와 양전자가 쌍생성-쌍소멸 반응을 거치면서 중력붕괴에 대항하는 복사압이 크게 낮아져서 별은 자신의 질량이 가하는 중력붕괴를 이기지 못하고 수축하여 대폭발을 일으킨다. 문자 그대로 별 전체가 대폭발을 일으켜 중성자별이나 블랙홀 같은 잔해를 전혀 남기지 않는 '''깨끗한''' 폭발이다. 폭발의 규모가 거대하면 극초신성 현상과 [[감마선 폭발]]도 같이 일어나며 중성자별이나 블랙홀 같은 잔해 없이 별 전체가 그대로 행성상 성운을 형성하게 된다.

태양 질량의 250배를 초과하는 항성은 처음에는 쌍불안정형 초신성 과정이 진행되다가 광붕괴(핵이 고에너지 감마선을 흡수해 들뜬 상태가 되면서 양성자나 중성자를 배출하는 현상) 반응이 일어나 별이 더 빨리 수축해 항성질량 [[블랙홀]]을 남긴다.

== 뜬금 초신성 ==
{{미스터리}}
{{음모론}}
{{외계인그자체}}

항성과 항성끼리 충돌했거나 모종의 이유로 수명이 많이 남은 항성이 터지는 것을 말한다. 후자의 경우 십중팔구 [[카르다쇼프 척도]] 2단계 이상을 달성한 [[외계인]]이나 [[우주적 존재]]가 일으켰을 거다.

태양 질량의 항성이나 그 근처 질량의 항성이 적색 거성을 거치지 않고 뜬금없이 초신성 폭발을 일으키면 의심해봐야 함.

== 초신성 부산물 ==
* [[중성자별]]

* [[블랙홀]]

* [[성간물질]]
:* [[성운]]

ps.여기다 [[백색왜성]]추가 하지마라. 백색왜성은 우리 헬지구의 어머니이신 태양이 죽으면 나타난다. 태양 같은 상대적으로 작은 별은 죽을 때 폭발이 쪼잔해서 초신성이라 부르지 않는다.<br>

[[분류:천문학]]