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우주 이야기 979 - 중성자별의 충돌에서 관측된 스트론튬



(A team of European researchers, using data from the X-shooter instrument on ESO's Very Large Telescope, has found signatures of strontium formed in a neutron-star merger. This artist's impression shows two tiny but very dense neutron stars at the point at which they merge and explode as a kilonova. In the foreground, we see a representation of freshly created strontium. Credit: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser)

  
 과학자들이 스트론튬 (strontium)이 생성되는 과정을 관측을 통해 처음으로 입증했습니다. 스트론튬은 원자번호 38번인 원소로 본래 위험한 원소는 아니지만, 마치 우라늄 같은 위험할수도 있는 방사성 원소처럼 인식되는 경우가 많습니다. 물론 실제로 스트론튬 90 은 방사성 동위원소로 의학적 용도로 쓰이거나 원자력 전지로 불리는 RTG를 만드는데 사용됩니다. 스트론튬에 대해서는 아래 지식백과를 참조하면 될 것 같습니다. 




 다른 무거운 원소와 마찬가지로 스트론튬 역시 초신성 폭발 결과로 만들어진다고 생각되지만, 사실 과학자들은 지금까지 직접 이를 관측하지는 못했습니다. 코펜하겐 대학의 다라치 왓슨(Darach Watson from the University of Copenhagen)이 이끄는 연구팀은 유럽 남방 천문대 (ESO)의 VLT에 설치된 X-shooter 장비를 통해 킬로노바 (kilonova) 폭발인 GW170817에서 스트론튬을 검출하는데 성공했습니다. 


 GW170817는 LIGO로 발견된 5번째 중력파 이벤트 가운데 하나로 NGC 4993 은하에서 발생한 중성자별 간의 충돌 이벤트 결과로 생각되고 있습니다. 태양보다 무거운 별이 최후에 남긴 중성자별 두 개가 서로 충돌해 (본래 쌍성계였을 가능성이 높음) 거대한 초신성 폭발을 일으키면서 우주 공간에 여러 원소를 방출하는 것입니다. 


 과학자들은 스트론튬이 생성되는 과정에 대해서 1950년대부터 이론적인 가설을 가지고 있었으나 실제 이를 관측하기는 매우 어려웠습니다. 중력파 검출을 포함해 최신 관측 기술의 발전 덕분에 과학자들은 이제 이론을 검증하고 실제로 어떻게 원소가 우주에 공급되는지 파악할 수 있게 됐습니다. 이번 연구는 중력파 천문학의 역할을 보여준 것으로 평가할 수 있습니다. 


 참고 


Identification of strontium in the merger of two neutron stars, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-1676-3 , https://nature.com/articles/s41586-019-1676-3
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