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우주 이야기 840 - 우리 은하에서 가장 어린 펄서



(Credit: X-ray: NASA/CXC/NCSU/S. Reynolds; Optical: PanSTARRS)


 펄서는 빠르게 자전하면서 주기적으로 에너지를 방출하는 중성자별로 초신성을 연구하는 과학자들에게 매우 중요한 천체입니다. 물론 드문 존재지만 우리 은하에도 여러 펄서들이 존재하는데, 그 가운데 가장 어린 펄서가 바로 Kes 75입니다. 아마도 생성된지 500년 이내의 젊은 중성자별로 지구에서 19,000광년 정도 떨어져 있습니다. 초신성 폭발 직후의 변화를 연구하는 과학자들에게 흥미로운 목표라는 점은 두말할 필요가 없습니다. 


나사의 찬드라 X 선 관측 위성은 지난 18년간 이 펄서와 그 주변 성운의 변화를 측정할 수 있는 드문 기회를 얻었습니다. 본래 5년 운용 목표로 발사된 찬드라가 현재 19년째 활약한 덕분입니다. 2000년에서 2016년까지 이 펄서를 관측한 찬드라 데이터를 분석한 천문학자들은 Kes75가 강력한 펄서풍 성운 (pulsar wind nebula)을 거느리고 있지만, 1초에 백만 미터라는 엄청난 팽창 속도 때문에 성운 자체의 밝기가 16년만에 평균 10% 감소했음을 확인했습니다. 특히 북쪽의 경우 30%나 감소했습니다. 이는 펄서풍 성운이 성간 가스의 밀도가 낮은 우주 공간에서 팽창해 마찰이 적은 것도 원인으로 생각됩니다. 


 흥미로운 부분은 펄서에서 나오는 강력한 에너지에 의해 팽창하는 물질에 니켈과 같은 무거운 금속이 풍부하다는 것입니다. 이 니켈의 기원은 물론 초신성으로 최후를 맞이한 큰 별로 펄서는 이 물질을 우주 공간에 섞어 다음 세대의 별과 행성에 전해주고 있습니다. 펄서라고 하면 사실 우리와 별 관련이 없어 보이지만, 우리 인간과 지구를 구성하는 물질 가운데 상당수가 이렇게 우주 공간에 섞여 들어온 것일지도 모릅니다. 


 언뜻 생각하기에는 우리와 별 상관이 없어 보이는 초신성과 중성자별이지만, 사실 이들이 없었다면 지금 우리도 없었을 것입니다. 과학자들이 계속해서 이들의 비밀을 탐구하는 이유입니다. 


 참고 


Stephen P. Reynolds et al. Expansion and Brightness Changes in the Pulsar-wind Nebula in the Composite Supernova Remnant Kes 75, The Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aab3d3 



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