천문학자들이 사상 처음으로 마그네타(극도로 강한 자기장을 가진 빠르게 회전하는 중성자별)의 탄생을 목격했다. 이는 이 이국적인 천체가 지금까지 관측된 가장 밝은 항성 폭발 중 일부를 일으킬 수 있다는 사실을 확인해준다. 이 발견은 또한 16년 전 UC 버클리 물리학자가 처음 제안한 이론을 입증했으며, 특정 폭발하는 별의 빛에서 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로만 설명할 수 있는 독특한 '짹짹' 소리를 밝혀냈다. 이 연구는 학술지 《네이처》에 게재되었다.

초광도 초신성은 우주에서 가장 장관인 폭발 중 하나로, 일반 초신성보다 10배 이상 밝게 빛난다. 천문학자들이 2000년대 초반 처음 이를 확인한 이후, 거대한 별의 철핵이 붕괴하고 외부 층을 우주로 폭발시킨 후에도 이 폭발이 오랫동안 강하게 빛나는 이유를 설명하는 데 어려움을 겪어왔다. 2010년, UC 버클리의 이론 천체물리학자 댄 카센은 그 해답이 갓 태어난 마그네타라고 제안했다. 그의 이론은 거대한 별이 수명을 다할 때 핵이 블랙홀이 아닌 엄청나게 밀도 높은 중성자별로 붕괴할 수 있다고 주장했다. 그 원래 별이 강력한 자기장을 가지고 있다면, 붕괴가 이를 극적으로 증폭시켜 일반 펄서보다 100~1000배 강한 자기장을 가진 마그네타를 생성한다. 펄서와 마그네타 모두 지름이 약 10마일에 불과하지만, 젊은 마그네타는 초당 1000회 이상 회전할 수 있다.

UC 산타바바라와 라스 컴브레스 천문대(LCO)의 대학원생 조셉 파라는 2024년에 발견된 초신성 SN 2024afav를 연구한 후 이 이론에 대한 가장 강력한 증거를 찾았다. 파라와 동료들은 초신성 광도 곡선의 특이한 요철이 폭발 중 마그네타가 형성되었다는 직접적인 증거를 제공한다고 결론지었다. "정말 흥미로운 점은 이것이 초광도 초신성 핵 붕괴의 결과로 마그네타가 형성되었다는 결정적인 증거라는 것입니다"라고 UC 버클리 저명 천문학 교수이자 연구 공동 저자인 알렉스 필리펜코가 말했다. 카센은 연구자들이 오랫동안 숨겨진 마그네타가 이 특별한 폭발을 일으킨다고 의심해왔다고 말했다. "수년 동안 마그네타 아이디어는 이론가의 마술 트릭처럼 느껴졌습니다. 초신성 잔해 층 뒤에 강력한 엔진을 숨기는 것이죠." 그는 "이 초신성 신호의 짹짹 소리는 그 엔진이 커튼을 열고 실제로 거기에 있다는 것을 드러내는 것과 같습니다"라고 덧붙였다.

SN 2024afav가 2024년 12월에 발견된 후, 라스 컴브레스 천문대는 200일 이상 폭발을 모니터링했다. 이 초신성은 지구에서 약 10억 광년 떨어진 곳에서 발생했다. 파라와 UCSB 천문학자 앤디 하웰은 특이한 점을 발견했다: 폭발 후 약 50일 만에 최대 밝기에 도달한 후, 밝기가 반복적으로 상승하고 하강하여 광도 곡선에 네 개의 뚜렷한 요철을 만들었다. 파라는 이 패턴을 새의 짹짹 소리가 높아지는 것에 비유했다. 파라의 모델은 폭발로 바깥으로 분출된 물질 중 일부가 나중에 갓 태어난 마그네타 쪽으로 다시 떨어져 강착 원반을 형성한다고 제안한다. 이 원반이 마그네타의 회전축에 대해 기울어져 있기 때문에, 아인슈타인의 이론은 빠르게 회전하는 중성자별이 주변의 시공간을 함께 끌어당겨 렌스-티링 세차 운동이라는 현상을 일으킬 것이라고 예측한다. 이 효과는 기울어진 원반을 흔들리게 하고, 흔들리는 원반이 주기적으로 마그네타의 빛을 차단하고 반사하면서 시스템은 깜빡이는 우주 등대처럼 행동한다. 시간이 지남에 따라 원반은 나선형으로 안쪽으로 들어가며 흔들림이 빨라져 독특한 '짹짹' 소리를 만들어낸다. "우리는 순수한 뉴턴 효과와 마그네타 자기장에 의한 세차 운동을 포함한 여러 아이디어를 테스트했지만, 렌스-티링 세차 운동만이 타이밍을 완벽하게 맞췄습니다"라고 파라는 말했다. "일반 상대성 이론이 초신성의 역학을 설명하는 데 필요했던 것은 이번이 처음입니다."

팀은 또한 중성자별이 초당 한 번 회전한다고 추정했다.