카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)Cassiopeia A

카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)는 어떤 천체인가요?

중성자별·펄서· 거리 약 11,000광년. 약 340년 전 폭발한 별의 잔해이자 태양계 밖에서 가장 밝은 전파원. 1999년 찬드라 X선 망원경의 첫 이미지 한가운데서 폭발이 남긴 중성자별이 드러났습니다. 카시오페이아자리 W자 옆, 우리은하에서 가장 젊은 초신성 잔해 중 하나입니다.

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카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)
이미지: NowSky 렌더링 (실제 사진이 아닌 개념도)

카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)가 지금 내 하늘 어디에 있는지는 https://nowsky.org/ko/solar/sky?sel=cassiopeia a 에서 위치·시각을 자동으로 맞춰 바로 볼 수 있습니다(로그인 없음).

하늘에서의 자리

펄서 — 도마뱀자리 방향에 있습니다.

자전·거리·발견

종류초신성 잔해 + 중심 밀집 천체(중성자별)
폭발 시기약 1680년경 (지구 기준)
거리약 11,000광년
크기잔해 지름 약 10광년, 팽창 속도 초속 4,000~6,000 km
발견1948년 전파원, 중심 중성자별은 1999년 찬드라 첫 관측

값은 대표값(근사)입니다. 출처: NASA·IAU 공개 자료 정리.

발견과 이름

1680년경 폭발한 초신성의 잔해. 당시 기록이 거의 없어 플램스티드가 본 별이 그것이라는 추측만 있습니다.

자주 묻는 질문

카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별), 무엇인가요?
초신성 잔해 + 중심 밀집 천체(중성자별) 입니다.
카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)까지의 거리는 얼마인가요?
약 11,000광년 입니다.
카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별)의 지름은 얼마인가요?
잔해 지름 약 10광년, 팽창 속도 초속 4,000~6,000 km 입니다.
카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별), 언제 발견됐나요?
1948년 전파원, 중심 중성자별은 1999년 찬드라 첫 관측 입니다.
카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별), 하늘 어느 방향에 있나요?
도마뱀자리 방향입니다.
카시오페이아 A (초신성 잔해·중성자별), 지금 하늘 어디에 있나요?
관측 위치와 시각을 넣으면 별자리뷰가 지금 하늘에서의 위치를 그대로 보여 줍니다.

300년 늦게 도착한 빛으로 폭발의 종류를 알아내다

카시오페이아 A의 폭발은 1680년 무렵 지구에 닿았지만 당시 기록이 거의 없어 어떤 종류의 초신성이었는지 알 수 없었습니다. 2008년 연구진은 우회로를 찾았습니다. 폭발의 빛 일부가 주변 먼지 구름에 반사돼 300년 넘게 돌아서 지금 도착하고 있었고, 그 “빛의 메아리”를 스펙트럼으로 분석하면 폭발 당시의 빛을 직접 볼 수 있었습니다.

결과는 IIb형 초신성이었습니다. 무거운 별이 겉의 수소를 거의 다 잃은 뒤 핵이 무너져 터진 것으로, 폭발 전 별은 적색 초거성에서 껍질을 벗은 상태였다는 뜻입니다. 메아리는 방향마다 다른 시각의 빛을 실어 와, 폭발이 한쪽으로 치우쳐 있었다는 것도 드러났습니다. 300년 전에 놓친 관측을 먼지가 대신 보관해 준 셈이고, 이 방법은 다른 옛 초신성에도 쓰이고 있습니다.

중성자별 이야기

카시오페이아 A는 카시오페이아자리 방향 약 11,000광년 거리에 있는 초신성 잔해로, 우리은하에서 가장 젊은 축에 듭니다. 폭발한 별의 빛은 1680년 무렵 지구에 닿았을 것으로 계산되지만 짙은 먼지에 가려 당시 기록은 거의 없습니다. 잔해는 지금도 초속 4,000~6,000km로 팽창해 지름이 약 10광년에 이르며, 전파로는 태양계 밖 하늘에서 가장 밝은 천체입니다.

1999년 8월 찬드라 X선 망원경이 첫 시험 관측 대상으로 이 잔해를 겨누었을 때, 이미지 한가운데에 예상치 못한 점광원이 찍혔습니다. 폭발이 남긴 중성자별로, 전파 펄스가 없고 표면이 뜨겁게 식어 가는 "중심 밀집 천체"였습니다. 이후 관측에서 표면 온도가 10년 새 4%나 떨어진 것이 확인돼, 중성자별 내부에서 중성자가 초유체로 바뀌며 급속히 식는 과정을 처음으로 직접 본 사례가 되었습니다. 2023년 제임스 웹 망원경은 잔해 속 파편의 화학 조성을 지도로 그려 냈습니다.

카시오페이아자리는 북극성 반대편의 W자 별자리로 한국에서는 1년 내내 볼 수 있습니다. 별자리 뷰에서 카시오페이아 A를 선택하면 W자 왼쪽 끝 근처의 그 자리가 표시됩니다. 잔해 자체는 가시광에서 매우 희미해 대형 망원경과 특수 필터가 필요하지만, 가을 저녁 머리 위의 W자 옆에 340년 전 폭발의 흔적과 그 심장인 중성자별이 있다는 것을 아는 것만으로 하늘이 달리 보입니다.

관련 항목

수치는 대표값(근사)입니다. 시뮬레이션 위치는 J2000 평균 궤도요소 기반 근사입니다.