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희귀 중성자별 중에서도 '이상한' 별 첫 관측1만5천광년 밖서 펄사같은 전파 방출…전파방출 다른 마그네타와 차이
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  • 승인 2021.02.07 13:48 ㅣ 수정 2021.02.07 13:48  
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초신성 폭발 뒤 초고밀도의 핵만 남은 중성자별 중에서도 자기장이 다른 중성자별보다 1천 배 이상 더 강한 별을 '마그네타'(magnetar)라고 한다. 자기장의 세기가 약 10기가 테슬라(T·1T=1만G)로 지구 자기장보다 1천만 배 더 강하다.

마그네타 자체가 우리 은하 안팎에서 약 30개밖에 발견되지 않은 드문 별인데, 이 중에서도 고속으로 자전하는 중성자별인 '펄사'(pulsar)처럼 전파를 방출하는 별들이 소그룹을 형성하고 있다.

하지만 전파 방출 형태가 이 별들과 달라 여기에도 속하지 않는 지금까지 한 번도 관측되지 않은 '이상한' 마그네타가 관측돼 관심을 받고 있다.

▲ 스위프트 J1818.0-1607 상상도.

호주 연구위원회(ARC) 중력파탐색센터(OzGrav)와 외신 등에 따르면 호주연방과학산업연구기구(CSIRO)와 OzGrav 소속 과학자들로 구성된 연구팀은 지구에서 약 1만5천 광년 떨어진 곳에서 새로 발견된 마그네타 '스위프트 J1818.0-1607'(이하 J1818)의 특이한 관측 결과를 학술지인 영국 왕립천문학회 월보(MNRAS)를 통해 발표했다.

J1818은 지난해 3월 강한 X선 폭발을 일으키며 처음 관측됐으며 전파 방출 마그네타라는 것이 확인됐다.

그러나 전파 방출 형태는 그간 관측돼온 전파방출 마그네타와는 상당한 차이를 보였다. 마그네타가 방출하는 전파는 넓은 관측 주파수에 걸쳐 일관된 밝기를 유지하는데, J1818의 전파는 낮은 주파수 대역에서 높은 주파수 때보다 훨씬 밝아 펄사가 방출하는 전파와 유사한 것으로 나타났다.

이런 점 때문에 일각에서는 J1818이 마그네타와 마그네타보다 흔한 중성자별인 펄사 사이의 "잃어버린 고리"라는 주장을 내놓기도 했다.

연구팀은 J1818의 전파 방출을 연구하기 위해 CSIRO의 파크스 전파 망원경을 이용해 지난해 5월부터 10월 사이에 8차례에 걸쳐 추가 관측을 진행했다.

그 결과, 연구팀은 J1818이 이 기간에 짧게나마 정체성 위기를 보였다고 했다. 5월에는 이전에 관측된 것처럼 펄사 같은 전파를 방출하다가 6월 들어서는 밝은 상태와 덜 밝은 상태 사이에서 명멸하더니 7월에는 펄사 같은 전파와 마그네타와 같은 전파 방출이 번갈아 이뤄졌다는 것이다.

논문 제1 저자인 스윈번 대학 박사과정 대학원생 마르쿠스 로워는 "이런 이상한 행동은 다른 전파 방출 마그네타에서는 전혀 관측되지 않던 것"이라고 했다.

연구팀은 또 J1818의 자축(磁軸)이 회전축과 일치하지 않는 점도 발견했다. 전파를 방출하는 자극(磁極)이 적도 바로 아래 남반구에 있는 것으로 나타났는데 이는 자극이 회전축과 정렬된 자기장을 가진 다른 전파 방출 마그네타와는 차이를 보이는 것이다.

연구팀은 자축이 회전축과 어긋나 있는 마그네타 역시 처음으로 관측된 것이라고 했다.

연구팀은 이런 관측 결과가 마그네타의 자기장이 지금까지 여겨오던 것보다 더 복잡하다는 것을 시사하는 것이라면서, 이는 마그네타의 탄생과 진화에 관한 이론에 도전을 제기하는 것이라고 했다.

로워는 '시드니 모닝 헤럴드'지와의 인터뷰에서 마그네타 자체가 신생 연구 분야여서 많은 의문을 불러일으켜 왔다면서 "J1818이 전형적인 펄사에서 오랜 시간에 걸쳐 진화했을 수도 있고, 지구에서 너무 멀리 있어 저주파 전파로는 포착되지 않는 우리가 놓치고 있는 또 다른 종류의 마그네타일 수도 있다"고 했다.

마그네타에 관한 지금까지의 지식으로는 J1818이 이상한 것으로 보일 수도 있지만, 우리가 알고 있는 것보다 더 일반적일 수도 있다는 것이다.

국제팀  press@jeonpa.co.kr

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