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2018년 5월 16일 수요일

우주 이야기 784 - 38분 마다 서로의 주위를 공전하는 중성자별과 백색왜성


(The stars of IGR J17062–6143, illustrated here, circle each other every 38 minutes, the fastest-known orbit for a binary system containing an accreting millisecond X-ray pulsar. As they revolve, a superdense pulsar pulls gas from a lightweight white dwarf. The two stars are so close they would fit between Earth and the Moon.
Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center)


 우주에는 블랙홀뿐만이 아니라 중성자별이나 백색왜성 같은 다양한 별의 잔해들이 존재합니다. 이런 고밀도 천체는 일반적인 천체와 매우 다른 행동을 보일 수 있습니다. 대표적인 것이 펄서의 빠른 자전이과 공전입니다. 예를 들어 중성자별은 밀리세컨드 단위로 자전할 수 있습니다. 하지만 대부분 주계열성 단계인 동반성과 공전 주기는 비교적 긴 편입니다. 


 최근 과학자들은 ISS에 설치된 Neutron star Interior Composition Explorer (NICER)를 통해 과거 매우 빠른 공전주기를 지닌 펄서였던 IGR J17062–6143의 정확한 공전주기 및 특징을 연구했습니다. 이 펄서는 초당 163회의 자전 주기를 지닌 밀리세컨드 펄서로 지난 2008년 Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)를 통해 연구되기는 했으나 NICER 관측 결과가 나오기 전까지는 정확한 물리적 특징을 파악하기 어려웠습니다. 


 나사의 과학자들은 NICER 데이터를 통해 이 중성자별이 다른 백색왜성과 함께 쌍성계를 이루고 있으며 공전 주기는 38분에 불과하다는 사실을 밝혀냈습니다. 이런 종류의 썽성계 가운데는 가장 짧은 공전 주기로 이렇게 주기가 짧은 만큼 거리도 가까워 불과 30만 km 떨어져 있습니다. 이는 지구 달 거리보다 더 가까운 거리입니다. 


 지구와 달은 이 쌍성계에 비해서 질량이 비교할 수 없을 정도로 작지만, 그래도 서로 가까이 있기 때문에 서로의 중력이 상당히 크게 작용합니다. IGR J17062–6143의 상호 중력은 엄청나게 크게 작용해 보통은 있을 수 없는 일이 발생합니다. 바로 백색왜성의 물질이 중성자별로 흡수되는 것입니다. (사진 및 영상)




(동영상) 


 백색왜성의 중력도 강하긴 하지만, 중성자별은 그야말로 하나의 원자핵이나 다를 바 없는 상태이기 때문에 표면 중력이 비교할 수 없을 정도로 강합니다. 따라서 백색왜성의 물질마저 흡수당할 수 있는 것이죠. 물론 보통은 상상할 수 없는 정말 별난 쌍성계라고 할 수 있습니다. 우주가 넓은 만큼 여기에는 다양한 세상이 펼쳐진 셈입니다. 



 참고 

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