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우주 이야기 271 - 태양의 1000 만배 밝게 빛나는 죽은 별



 나사의 고에너지 X 선 천문학 관측 위성인 NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array.  http://jjy0501.blogspot.kr/2012/07/95-x-nustar.html 참조) 가 지구에서 1200 만 광년 떨어진 위치에 있는 태양의 1000 만배나 밝은 에너지를 내뿜는 죽은 별의 잔해를 발견했다고 합니다. 


 캘리포니아 공대의 피오나 해리슨 (iona Harrison, NuSTAR's principal investigator and the Benjamin M. Rosen Professor of Physics at Caltech) 와 그녀의 동료들은 과거 관측했던 X 선 펄서 보다 10 배 이상 밝은 새로운 클래스의 중성자별 (펄서)을 발견했는데 이는 고에너지 중성자별 관측 기록을 갱신한 것으로 중성자별 연구에 새로운 지평을 열었다는 평가입니다. 


 죽은 별의 잔해로 남은 중성자별은 매우 빠른 속도로 자전하면서 에너지를 내뿜을 수 있는데 이는 펄서 (Pulsar) 라고 불립니다. 올해 초 천문학자들은 시가 은하라고 알려진 M82 은하에서 초신성 SN2014J 를 관측했는데 그 강력한 밝기 때문에 많은 천문학자들이 이를 주의 깊게 관측했다고 합니다. 그리고 초신성 폭발이 발생한 자리에는 매우 강력한 펄서가 발생했습니다.    



(올해 초 발생한 M82 은하의 강력한 펄서 (가운데 핑크색 점)  A rare and mighty pulsar (pink) can be seen at the center of the galaxy Messier 82 in this new multi-wavelength portrait. NASA's NuSTAR mission discovered the "pulse" of the pulsar — a type of dead star — using is high-energy X-ray vision.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech)   




(펄서에 대한 애니메이션 This animation shows a neutron star -- the core of a star that exploded in a massive supernova. This particular neutron star is known as a pulsar because it sends out rotating beams of X-rays that sweep past Earth like lighthouse beacons.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech ) 

 이 펄서를  연구한 해리슨 교수는 이 펄서가 마치 블랙홀 처럼 주변의 가스를 빨아들이고 있다고 설명했습니다. NsSTAR 에서 이 펄서는 강력한 X 선원인 ultraluminous X-ray sources (ULXs) 으로 관측되었습니다. 사실 이 발견이 있기전 과학자들은 ULXs 는 모두 블랙홀일 것이라고 추정해 왔습니다. 그러나 M82 은하에서 발견된 이 ULXs 는 분명 펄서였습니다. 그 주기는 1.37 초였습니다.  


 사실 M82 은하에는 다른 ULXs 가 이전에 존재했기 때문에 이 펄서는 M82 X-2 라는 명칭으로 불리고 있습니다. 과학자들은 이 펄서가 이름처럼 에너지를 펄스로 내놓기 때문에 블랙홀이 아닌 펄서라는 점을 확신하고 있습니다. 이 발견은 펄서가 생각보다 더 많은 물질을 흡수해서 블랙홀 만큼이나 강력한 에너지를 내뿜을 수도 있다는 것을 알려주었으며 ULXs 에 대해서 새로운 시각을 가지게 만들었다고 연구팀은 전했습니다. 



(M82 에서 발견되는 두개의 ULXs.  This image shows the core of galaxy Messier 82 (M82), where two ultraluminous X-ray sources, or ULXs, reside (X-1 and X-2). ULXs are regions that shine intensely with X-rays.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SAO )


 밀도가 극단적으로 높은 천체들 - 백색왜성, 중성자별, 블랙홀에 이르기까지 - 는 천문학적으로 흥미로운 관측 대상입니다. M82 블랙홀에서 발견된 다른 ULXs 는 중간 사이즈의 블랙홀로 알려졌는데 이 역시 그 생성과정이 흥미로운 천체 가운데 하나입니다. 앞으로도 이에 대한 연구는 계속될 것입니다. 이 연구는 네이처에 실렸습니다. 



(고밀도 천체들의 차트 This chart illustrates the relative masses of super-dense cosmic objects, ranging from white dwarfs to the supermassive black holes encased in the cores of most galaxies.
Image Credit: NASA/JPL-Caltech ) 


 참고


Journal Reference:
  1. M. Bachetti, F. A. Harrison, D. J. Walton, B. W. Grefenstette, D. Chakrabarty, F. Furst, D. Barret, A. Beloborodov, S. E. Boggs, F. E. Christensen, W. W. Craig, A. C. Fabian, C. J. Hailey, A. Hornschemeier, V. Kaspi, S. R. Kulkarni, T. Maccarone, J. M. Miller, V. Rana, D. Stern, S. P. Tendulkar, J. Tomsick, N. A. Webb, W. W. Zhang. An ultraluminous X-ray source powered by an accreting neutron star.Nature, 2014; 514 (7521): 202 DOI: 10.1038/nature13791




  
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