느림보 펄사의 발견

우주는 끊임없이 우리를 놀라게 합니다.

 최근 천문학계에서는 기존의 상식을 뒤엎는 특이한 천체가 발견되어 화제가 되고 있습니다.

 바로 '느림보 펄사'라고 불리는 독특한 중성자별인데요, 이 발견은 우리가 알고 있던 펄사에 대한 기존 지식에 도전장을 내밀고 있습니다.

 오늘은 이 흥미로운 천체에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

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펄사란 무엇인가?

 먼저 펄사에 대해 간단히 설명드리겠습니다.

 펄사는 중성자별의 한 종류로, 규칙적인 주기로 전자기파를 방출하는 천체를 말합니다.

 이 전자기파는 마치 등대의 빛처럼 주기적으로 지구에 도달하기 때문에 '우주의 등대'라고도 불립니다.

 

 펄사는 1967년 11월 28일, 영국 케임브리지 대학의 대학원생 조슬린 벨 버넬에 의해 처음 발견되었습니다.

 당시 그녀는 무라드 전파천문대에서 관측 중 여우자리 방향에서 특이한 전파 신호를 포착했는데, 이것이 바로 최초로 발견된 펄사였습니다.

 

의왕천문소식 갈무리

일반적인 펄사의 특성

 일반적으로 펄사는 매우 빠르게 자전하는 것으로 알려져 있습니다.

 대부분의 펄사는 1초도 안 되는 짧은 주기로 자전하며, 가장 빠른 펄사는 놀랍게도 1분에 무려 4만 3000번이나 자전합니다.

 이는 2004년에 발견된 PSR J1748−2446라는 펄사인데, 분당 회전수로 환산하면 4만 3000 RPM에 달합니다.

 

 이를 더 쉽게 이해하기 위해 자동차와 비교해 보면,현재 가장 빠른 RPM을 자랑하는 슈퍼카는 고든 머레이의 T50 모델로, 최대 1만 2100 RPM을 기록합니다.

 펄사의 자전 속도가 이 슈퍼카보다 3~4배나 더 빠르다는 것입니다.

 이처럼 펄사는 우리가 상상하기 힘들 정도로 빠르게 회전하는 천체입니다.

 

astronomy 홈페이지 갈무리

느림보 펄사의 발견

 그런데 최근 천문학자들은 이러한 기존의 상식을 완전히 뒤엎는 펄사를 발견했습니다.

 바로 '느림보 펄사'라고 불리는 ASKAP J1935+2148인데요, 펄사는 놀랍게도 53분에 한 번 자전합니다.

 이는 기존에 알려진 가장 느린 펄사의 주기인 76초와 비교해도 약 40배나 느린 속도입니다.

 

 이 특이한 천체는 우연히 발견되었는데, 천문학자들이 감마선 폭발과 같은 급격한 천체 현상을 관측하던 중 예상치 못하게 포착된 것입니다.

 1만 6000광년 거리에 있는 이 펄사는 3225초, 즉 53분 45초마다 한 번씩 10~50초 길이의 감마선 펄스를 방출하고 있었습니다.

 

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느림보 펄사의 특이성

 ASKAP J1935+2148의 특이성은 단순히 그 느린 속도에만 있지 않습니다.

 이 펄사는 매우 복잡한 펄스 패턴을 보여주고 있습니다. 천문학자들의 관측 결과, 이 펄사에서는 세 가지 형태의 펄스가 혼합되어 나타나고 있습니다.

• 가장 강한 세기의 펄스: 10~15초 길이로, 총 15번 관측되었습니다.
• 약한 세기의 펄스: 첫 번째 유형보다 26배 정도 약하며, 약 370밀리 초의 짧은 길이로 방출됩니다. 전체 관측 기간 동안 총 두 번 관측되었습니다.
• 무신호 상태: 뚜렷한 펄스 신호를 방출하지 않는 상태도 관측되었습니다.

 이렇게 지속 시간과 세기가 각기 다른 펄스 신호가 약 53분 간격으로 방출되는 아주 복잡한 형태를 보이고 있는 것입니다.

 

 이 느림보 펄사의 발견은 천문학계에 여러 가지 의문을 제기하고 있습니다.

 가장 큰 의문은 "어떻게 이렇게 느리게 자전하는 펄사가 존재할 수 있는가?"입니다.

 기존의 펄사 이론으로는 이러한 극도로 느린 자전 속도를 설명하기 어렵기 때문입니다.

 

 또 다른 의문은 이 천체의 정체에 관한 것입니다.

 일반적으로 펄사는 중성자별이라고 알려져 있지만, 이 느림보 펄사의 경우 백색왜성일 가능성도 제기되고 있습니다.

 백색왜성은 중성자별보다 밀도가 낮아 더 느리게 자전할 수 있기 때문입니다.

 

느림보 펄사 연구

 이 특이한 펄사의 발견은 단순히 흥미로운 천체를 하나 더 찾았다는 의미를 넘어섭니다.

 이는 우리가 우주와 별의 진화에 대해 알고 있는 지식의 한계를 시험하고 있는 것입니다.

 

 첫째, 이 발견은 펄사의 형성과 진화 과정에 대한 우리의 이해를 재검토하게 만듭니다.

 어떻게 이렇게 느리게 자전하는 펄사가 형성될 수 있는지, 그리고 그것이 어떻게 안정적으로 존재할 수 있는지에 대한 새로운 이론이 필요할 것입니다.

 

 둘째, 이는 중성자별의 물리적 특성에 대한 우리의 지식을 확장시킬 수 있습니다.

 극단적인 조건에서 물질이 어떻게 행동하는지에 대한 새로운 통찰을 제공할 수 있기 때문입니다.

 

 셋째, 이 발견은 우주에 아직 발견되지 않은 다양한 형태의 천체들이 존재할 수 있다는 가능성을 시사합니다.

 이는 앞으로의 천문학 연구에 새로운 방향을 제시할 수 있습니다.

 

향후 연구 방향

 ASKAP J1935+2148의 발견으로 인해 천문학자들은 새로운 연구 과제들을 마주하게 되었습니다.

 앞으로의 연구는 다음과 같은 방향으로 진행될 것으로 예상됩니다.

• 느림보 펄사의 형성 메커니즘 연구 : 어떻게 이렇게 느리게 자전하는 펄사가 형성될 수 있는지에 대한 이론적 모델을 개발해야 합니다.
• 펄스 패턴의 상세 분석 : 복잡한 펄스 패턴이 나타나는 원인과 그 의미를 밝혀내는 것이 중요합니다.
• 유사한 천체 탐색 : 다른 느림보 펄사들이 존재하는지 탐색하여 이것이 특별한 경우인지, 아니면 새로운 종류의 천체군인지 확인해야 합니다.
• 중성자별과 백색왜성의 경계 연구 : 이 천체가 중성자별인지 백색왜성인지, 혹은 전혀 새로운 종류의 천체인지 확인하는 것이 필요합니다.
• 극한 물리 연구 : 이러한 특이한 조건에서 물질의 행동을 연구함으로써 극한 물리학에 대한 이해를 넓힐 수 있습니다.

 ASKAP J1935+2148, 일명 '느림보 펄사'의 발견은 우리에게 우주의 신비로움을 다시 한번 일깨워주고 있습니다.

 이는 우리가 알고 있는 것보다 우주가 훨씬 더 다양하고 복잡할 수 있다는 것을 보여줍니다.

 

 우주는 여전히 우리에게 수많은 미스터리를 던지고 있습니다.

 느림보 펄사의 발견은 그 미스터리 중 하나를 풀어가는 흥미진진한 여정의 시작일 뿐입니다.

 앞으로 어떤 놀라운 발견들이 우리를 기다리고 있을지, 그 기대와 흥분을 안고 우리의 우주 탐구는 계속될 것입니다.