우주 이야기 566 - 역대 가장 느린 펄서 발견

(Image credit: X-ray: NASA/CXC/University of Amsterdam/N.Rea et al; Optical: DSS)

 펄서의 정체는 중성자별이 자전하면서 에너지를 일정한 간격으로 내놓는 것입니다. 따라서 관측할 때는 마치 등대처럼 불이 꺼졌다 다시 켜지는 듯한 모습으로 나타납니다. 이 주기는 펄서의 중요한 특징인데, 각운동량 보존에 법칙에 따라서 크기가 줄어들수록 회전 속도가 빨라지므로 중성자별은 매우 빠르게 공전하는 것이 특징입니다. 예를 들어 밀리세컨드 단위로 자전하면 밀리세컨드 펄서라고 부르죠. 

(첨언하면 보통 별이 중성자별로 변하려면 태양보다 더 큰 별이 지구보다 훨씬 작은 크기가 되어야 합니다. 이렇게 크기가 줄어들어도 회전 운동에너지는 그대로 보존되므로 자전 속도는 매우 빨라질 수밖에 없습니다. 이는 회전하면서 손을 모아서 속도를 빠르게 하는 피겨 선수와 같습니다) 

 하지만 최근 나사의 찬드라 X선 망원경과 다른 여러 망원경은 지구에서 9천 광년 떨어진 RCW 103라는 초신성 잔해에서 1E 161348-5055 라는 명칭의 아주 느린 펄서를 발견했습니다. 이 펄서의 자전 주기는 역대급으로 느려서 2만4천초 (6.67시간) 이었습니다. 

 보통 초단위나 그보다 1/1000인 밀리초 단위로 중성자별의 자전속도를 측정하는 점을 생각하면 놀라울만큼 느린 속도입니다. 사실 지금까지 발견된 가장 느린 펄서가 10초 수준인 점을 생각하면 꽤 이례적인 경우죠. 동시에 이 중성자별은 30번째 발견된 마그네타 (강력한 자기장을 지닌 중성자별) 입니다. 이 중성자별의 버스트 현상은 2016년 스위프트 위성을 통해서 관측되었습니다. 

 과학자들은 정확히 어떤 이유로 이 중성자별이 이렇게 느리게 자전하는지 이유를 모르고 있습니다. 일반적으로 중성자별은 나이가들수록 조금씩 자전 에너지를 잃어 속도가 느려지지만, 이 중성자별의 나이는 2000년 수준에 불과해서 이런 설명은 가능하지 않습니다. 다른 가능한 가설로는 자전 속도를 느리게 하는 방향으로 많은 물질이 흡수되거나 혹은 자기장에 느린 속도로 움직이는 별의 잔해가 들어가면서 속도를 늦췄다는 것입니다. 

 정확한 생성 이유는 알지 못하지만, 1E 161348-5055의 발견은 중성자별 역시 생각보다 다양하고 복잡하다는 사실을 알려주고 있습니다. 

 참고 

http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/young-magnetar-likely-the-slowest-pulsar-ever-detected.html