과학 기자 Jacinta Bowler 가 작성

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• 주제:별

목 1월 16일1월 16일 목요일

간단히 말해서:

호주의 과학자들은 예상보다 수천 배나 느리게 회전하는 중성자별이라는 붕괴된 별을 발견했습니다.

ASKAP J1839-075라고 불리는 이 별은 과학자들이 중성자별이 어떻게 형성되는지에 대한 이해에 도전하는 수많은 최근의 별 발견 중 하나입니다.

다음은 무엇인가요?

호주의 SKA-Low 같은 차세대 망원경은 하늘을 더 멀리 조사할 수 있게 해줄 것이며, 이를 통해 극한의 우주 물체 에 대한 새로운 이해로 이어질 것으로 기대됩니다 . abc.net.au/news/neutron-star-radio-transient-6-hours/104799106

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우리 은하에서 약 13,000 광년 떨어진 곳에 ASKAP J1839-075라는 죽은 별이 모든 규칙을 깨고 있습니다. 매우 느리게요.

죽은 별, 즉 중성자별은 보통 숨가쁘게 빠른 속도로 회전하지만, 천문학자 팀은 새로 발견한 별이 단 한 번 회전하는 데 느긋하게 6시간 30분이 걸리는 것을 측정했습니다. 이는 예상보다 수천 배나 느린 속도입니다.

시드니 대학의 천문학자이자 새로운 연구의 첫 번째 저자인 유윙 조슈아 리는 “이것은 중성자별 진화에 대한 우리의 생각을 완전히 바꿀 수 있습니다.”라고 말했습니다. 

이 발견은 Nature Astronomy 에 게재되었습니다 .

연구자들은 ASKAP J1839-075가 짧은 전파를 방출하는 고에너지 중성자별인 “펄사”라고 믿고 있습니다.

그러나 일반적인 지식에 따르면 펄사가 속도를 늦추면 전파 방출을 멈추기 때문에 ASKAP J1839-075는 전파 망원경으로는 볼 수 없습니다. 

그럼 무슨 일이 일어나고 있는 걸까요?

중성자별이란?

중성자별은 우주에서 가장 극단적인 천체 중 하나입니다.

이러한 작고 밀도가 높은 별은 초거대 별의 핵이 붕괴되고 초신성이라고 알려진 격렬한 폭발이 촉발될 때 생성됩니다.

별이 붕괴하면 반경이 백만 킬로미터에서 불과 10킬로미터로 줄어들 수 있습니다.

이러한 극심한 구겨짐은 별의 회전 속도를 증가시킵니다. 마치 피겨 스케이터가 팔을 몸에 가깝게 움직이면 더 빨리 회전하는 것과 같습니다. 

따라서 극도로 빠르게 회전하는 것은 중성자별의 일부입니다. 완전한 회전은 일반적으로 붕괴된 별이 발생하는 데 불과 밀리초 또는 몇 초가 걸립니다. 

만약 우리 태양이 중성자별로 변하는 과정을 거치게 된다면 현재 27일 주기의 회전은 초당 1,000회 회전으로 늘어날 수 있습니다. 

천문학자들은 전파 망원경을 사용하여 중성자별이 회전할 때 지구에서 나오는 전파 펄스를 “볼” 수 있는데, 그러한 움직임은 일반적으로 “우주의 등대”와 같다고 묘사됩니다. 

별이 붕괴된 후, 별이 에너지를 잃고 속도가 느려지기 시작하면 과학자들이 지구에서 감지한 전파 폭발도 멈출 것으로 생각되었습니다 .

이 씨는 “그들이 [속도] 한계를 넘으면 영원히 침묵할 것이라고 생각했습니다.”라고 말했습니다. 

하지만 지난 몇 년 동안 천문학자들은 이 가설에 모순되는 것처럼 보이는 펄서를 발견했습니다.

“이것은 우리가 이러한 원천이 어떻게 형성되는지에 대한 이전 이론을 다시 생각하게 만듭니다.” 

연구자들은 어떤 규칙 위반 요소를 발견했는가?

2022년 초에 연구자들은 초 단위가 아닌 분 단위의 시간 척도 로 회전하는 펄서를 발견했고 , 작년 6월에는 펄스 사이에 거의 한 시간이 걸리는 물체를 발견했습니다 . 이런 보통 느린 물체를 “장주기 전파 과도현상”이라고 불렀습니다. 

하지만 ASKAP J1839-075의 여유로운 6시간 45분 회전은 전례가 없었습니다.

이 씨는 “이전 기록은 54분이었기 때문에 엄청난 도약이었다”고 말했다.

“팀은 정말 놀랐습니다.”

이 논문에는 참여하지 않았지만 최초의 장주기 전파 과도현상을 발견한 팀에 속해 있는 커틴 대학의 천문학자 제마 앤더슨에 따르면, 6.45시간은 “우리의 물리학 이해 범위”를 넘어선다고 합니다.

그녀는 “일반적인 펄서는 이렇게 느리게 회전해서 전파 빛을 생성할 수 없습니다.”라고 말했습니다.

“어떤 종류의 극심한 입자 가속이 발생하고 있어서 이런 장기간의 척도에서 무선으로 매우 밝아지고 있습니다.”

행운의 발견

리 씨는 서부 호주의 CSIRO ASKAP 전파 망원경이 실시한 하늘 조사의 보관 데이터를 훑어보며 “특이한 전파 과도 현상”을 찾고 있었습니다.

이러한 순간적인 현상이 어디에서 나타나는지에 대한 사전 지식이 거의 없기 때문에, 이 전략은 하늘의 무작위 지점을 골라서 흥미로운 것이 나타나는지 보는 것이라고 이 씨는 말했습니다.

보관 데이터 내에서 연구팀은 2024년 1월 초의 펄서와 유사한 깜빡임을 발견했습니다. 조사가 시작되었을 때 이미 신호가 희미해지기 시작했기 때문에 연구팀은 후반부만 연구할 수 있었습니다.

이 씨는 “관측이 15분 늦게 예정되었더라면 우리는 완전히 놓쳤을 것”이라고 말했습니다. 

“우리가 그것을 발견한 것은 정말 행운이에요.”

반복되는 맥박을 밝혀내고 그것이 어떤 종류의 물체일지 더 잘 이해하기 위해서는 14번의 관찰이 더 필요했습니다. 이 ‘타임머신’이 외계인을 찾을 수 있을까?

이 사진은 황혼부터 밤까지의 하늘을 타임랩스로 촬영한 것으로, 풍경 곳곳에 안테나가 흩어져 있습니다.

외계인이 있다면, 우리는 그들을 찾을 것입니다. 이는 호주 외딴 지역에서 건설 중인 세계 최대 규모의 과학 프로젝트 중 하나의 배후에 있는 팀의 메시지입니다.  

지금까지 발견된 장주기 전파 천체 과도현상에는 모두 호주 팀이 참여했으며, 앤더슨 박사에 따르면 호주는 현세대 전파 망원경을 보유하고 있어 이를 발견할 가능성이 특히 높습니다.

그녀는 “[머치슨 와이드필드 어레이와 ASKAP 망원경]은 이런 유형의 물체를 발견하는 두 가지 장비입니다.”라고 말했습니다.

이번 10년 안에 완전 가동을 목표로 하는 SKA-Low 망원경은 훨씬 더 강력해질 예정입니다.

그럼 설명은 어떻게 되나요?

이러한 규칙 위반자를 발견하는 데는 불과 몇 년이 걸렸지만, 이처럼 이상하게 느린 맥박의 원인은 무엇인지 이해하는 것은 점점 더 어려워지고 있습니다.

이전 논문에서는 백색 왜성(태양보다 질량이 작은 별이 연료를 모두 소진하고 붕괴할 때 생성됨)이나 마그네타라고 불리는 특수 펄서와 같은 다른 유형의 별이 느린 펄스의 원인일 수 있다고 제안한 바 있습니다 .

그러나 지금까지 발견된 장주기 전파 과도현상은 모두 약간씩 다른 방식으로 방사선을 방출합니다.

이 씨는 “그것들은 모두 다른 특성을 가지고 있다”고 말했다.

“이것들이 같은 가족에 속하는지, 아니면 다른 메커니즘을 갖춘 같은 유형의 물건인지는 알 수 없습니다.”

앤더슨 박사는 두 가지 뚜렷한 종류의 천체가 있을 수 있다고 말했습니다. 하나는 백색 왜성에 의한 것이고, 다른 하나는 마그네타에 의한 것입니다.

ASKAP J1839-075의 경우, 백색 왜성일 가능성이 낮다는 증거가 있습니다.

앤더슨 박사는 “이 [연구]는 다양한 가능한 시나리오를 잘 설명하지만 [이 경우] 고립된 중성자별 또는 자기별 시나리오가 가장 가능성이 높다고 밝혔습니다.”라고 말했습니다. 

그 징후는 ASKAP J1839-075의 뚜렷한 전파 방출과 광학 망원경으로 볼 수 있는 별이 없다는 점인데, 이는 별이 백색 왜성이라면 일반적으로 볼 수 있는 현상입니다.

별이 자기성이라 할지라도, 그 느린 회전은 거의 들어보지 못했습니다. 대부분 자기성은 2~10초마다 한 번씩 회전하기 때문입니다. 자기성이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것입니다.

앤더슨 박사에 따르면, 이것이 과학자들이 발견한 마지막 장주기 전파 과도현상일 가능성은 낮지만, 가장 밝고 눈에 띄는 현상은 이미 발견되었을 가능성이 크다고 합니다.

앤더슨 박사는 가장 쉬운 발견을 바탕으로, 연구자들이 이러한 규칙을 깨는 별이 어떻게 형성되었을지에 대해 더 자세히 이해하기 위해 노력할 수도 있다고 제안합니다.

그녀는 “아마도 이는 이러한 [일시적 현상]을 생성하는 많은 물체가 있는 훨씬 더 큰 발견 공간을 열어주는 것일 수도 있습니다.”라고 말했습니다.

“이전에 우리는 전파 망원경으로 이런 방식으로 은하계를 살펴본 적이 없었습니다.”

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게시됨 목 16 1월 2025 오전 5:302025년 1월 16일 목요일 오전 5시 30분, 

업데이트됨 목 16 1월 2025 오전 11:45