[뉴스스페이스=이승원 기자] 제임스 웹 우주 망원경(JWST)이 우주가 탄생한 지 겨우 7억3000만년(적색편이 z=7.3)밖에 되지 않았던 시기의 초신성을 성공적으로 관측하며, 인간 역사상 가장 먼 거리에서 초신성을 발견한 기록을 세웠다.

science.nasa, esawebb, phys.org, sciencealert, foxweather에 따르면, 이 초신성은 GRB 250314A로 명명되었으며, 2025년 3월 14일 프랑스-중국 공동 위성 SVOM이 감마선 폭발(감마선 폭발 GRB)을 감지한 후, NASA의 닐 게렐스 스위프트 천문대, 북유럽 광학 망원경, 유럽 남방 천문대의 초대형 망원경 등 국제 공동 관측망이 신속히 위치를 확인했다.
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JWST는 2025년 7월 1일, 초기 폭발로부터 약 110일 후에 근적외선 카메라(NIRCam)로 초신성을 직접 포착했다. 이는 우주 팽창으로 인해 시간 지연이 발생한 결과로, 폭발이 가장 밝을 때를 관측할 수 있었다. 관측 결과, 이 초신성은 현대 우주에서 관측되는 SN 1998bw와 매우 유사한 스펙트럼과 광도 곡선을 보여주었으며, 초기 우주의 물리적 조건이 현대와 매우 다르다는 점을 감안하면 놀라운 발견이다.
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"초신성의 정체와 환경 분석"

이번 초신성은 거대한 별의 핵 붕괴로 인해 발생한 폭발로, 감마선 폭발과 함께 발생하는 장기감마선폭발(LGRB)에 해당한다. JWST는 초신성의 모은하(host galaxy)까지 성공적으로 확인했다. 이 모은하는 '붉은 반점'처럼 보이며, 나이가 어리고 금속함량이 낮은 특징을 지닌다. 과거에는 이처럼 먼 거리의 모은하까지 관측하는 것이 불가능했으나, JWST의 뛰어난 해상도와 감도 덕분에 가능해졌다.
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"웹 망원경의 4년간 성과와 데이터"

JWST는 2021년 12월 25일 발사 후 2022년 7월 첫 이미지를 전송하며 본격적인 과학 임무를 시작했다. 이후 4년간 550테라바이트(TB)에 달하는 관측 데이터를 수집했으며, 이는 1,600여편 이상의 연구 논문을 촉발했다. 특히, 블랙홀과 암흑물질에 대한 새로운 단서를 제공하는 '작은 빨간 점들'과 빅뱅 후 5억7000만년에 존재하는 초대질량 블랙홀도 확인했다.
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또한, 우리은하 내 볼프-레이에 별 쌍인 아페프 시스템에서 세 번째 초거성을 추가로 발견하며, 복잡한 항성계의 구조와 진화에 대한 새로운 통찰을 제공했다. 이는 JWST가 단순히 먼 우주만을 관측하는 것이 아니라, 우리 은하계의 복잡한 구조까지 해부할 수 있는 능력을 입증한 사례다.
 

"국제 공동연구와 향후 계획"

이번 발견은 국제 공동 연구의 성과로, 프랑스, 중국, 미국, 유럽 등 여러 국가의 위성과 지상 망원경이 협력하여 신속한 후속 관측을 수행했다. 감마선 폭발은 지난 50년간 우주 탄생 초기 10억 년 이내에서 단 10건 미만으로 관측된 희귀 현상이므로, 이번 사건은 매우 중요한 천문학적 사건이다.
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연구팀은 향후 1~2년 내 추가 JWST 관측을 통해 모은하의 구체적 특성과 초신성의 세부적 성질을 완전히 규명할 계획이다. 이를 통해 초기 우주에서 별의 형성과 진화, 블랙홀 생성 메커니즘 등에 대한 이해가 한층 깊어질 전망이다.
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이번 JWST의 성과는 단순한 천문학적 기록을 넘어, 초기 우주의 별과 은하 형성, 블랙홀 생성, 그리고 감마선 폭발 메커니즘에 대한 근본적 질문에 답할 수 있는 계기를 마련했다.