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우주 이야기 574 - 다른 은하의 감마선 쌍성계를 찾다.



(LMC P3 (circled) is located in a supernova remnant called DEM L241 in the Large Magellanic Cloud, a small galaxy about 163,000 light-years away. The system is the first gamma-ray binary discovered in another galaxy and is the most luminous known in gamma rays, X-rays, radio waves and visible light.)​


 나사의 페르미 감마선 관측 위성이 지구에서 16만 3천 광년 떨어진 대마젤란 은하의 감마선 쌍성계 (gamma-ray binary)를 발견했습니다. 감마선 쌍성계는 매우 큰 질량을 가진 별이 초신성 폭발로 최후를 맞이하고 남긴 중성자별이나 블랙홀이 동반성에서 물질을 흡수하면서 높은 열에서 나오는 감마선을 내놓는 형태의 쌍성계를 의미합니다. 이들은 대부분의 에너지를 감마선에 내놓는 매우 독특한 시스템이라고 할 수 있습니다.


 나사의 로빈 코벳(Robin Corbet at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt)이 이끄는 연구팀은 LMC P3이라는 역대 가장 강력한 감마선 쌍성계를 발견했습니다. 이는 태양 질량의 2배 정도 되는 중성자별일 가능성이 높은 천체와 태양 질량의 25-40배에 이르는 거대 별의 쌍성계로 10.3일을 주기로 서로를 공전하고 있습니다. 따라서 여기서 나오는 강력한 감마선도 이 주기로 변동을 보입니다.

(Observations from Fermi's Large Area Telescope (magenta line) show that gamma rays from LMC P3 rise and fall over the course of 10.3 days. The companion is thought to be a neutron star. Illustrations across the top show how the changing position of the neutron star relates to the gamma-ray cycle.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center)​



(동영상)


 이 두 천체는 매우 뜨겁고 격렬하게 에너지를 내놓고 있습니다. 큰 별의 표면 온도는 섭씨 33,000도 수준으로 태양의 5배에 달하며 매우 높은 온도의 에너지를 방출합니다. 여기서 나오는 항성풍과 가스는 다시 중성자별로 보이는 동반성으로 흘러들어가는데, 그 속도는 광속에 근접하며 여기서 막대한 고온의 에너지가 방출됩니다. 그래서 16.3만 광년 거리에서도 관측이 가능한 것이죠.


 이와 같은 쌍성계는 우리 은하에도 드문 편이며 다른 은하계에서 발견되는 것은 최초입니다. 아마도 더 많은 감마선 쌍성계가 있지만, 우리가 그 중 일부만 관측이 가능한 것이겠죠. 이렇게 우주에는 매우 격렬하고 독특한 천체가 다수 존재합니다. 물론 인간이라는 생물이 존재하는 태양계 역시 독특한 천체임에는 분명할 것입니다. 외계인이 우리 생각보다 흔한게 아니라면 말이죠.


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