기본 콘텐츠로 건너뛰기

우주 이야기 887 - 순수한 헬륨 대기를 지닌 백색왜성



(16 arcsec × 16 arcsec GTC/OSIRIS Sloan r′ (left) and i′-band (right) images of the J0740 field. The images are smoothed with the Gaussian kernel of 3 pixels, compatible with the seeing value. The white circle shows the 3σ pulsar position uncertainty of ≈ 0.24 arcsec, which accounts for the optical astrometric referencing errors and the radio timing position uncertainties, corrected for the proper motion. The region of 2.3 × 2.3 arcsec within the black box in the right panel is enlarged and shown in the inset at the right-top corner of the image. The solid and dashed circles are 1σ position uncertainties of the pulsar and its possible binary companion, respectively. Image credit: Beronya et al., 2019



 백색왜성은 태양 같은 별이 마지막에 남긴 흔적입니다. 별에 중심부에 있던 산소와 탄소가 뭉쳐 형성되는데, 좁은 공간에 많은 질량이 몰려 있어 표면 중력이 매우 강합니다. 따라서 수만도의 높은 온도에도 대기를 지닐 수 있습니다. 과학자들은 헬륨이나 수소로 된 대기를 지닌 백색 왜성을 관측해왔습니다. 





 그런데 흥미롭게도 역시 별이 남은 잔해인 중성자별 주변에도 헬륨 대기를 지닌 백색왜성이 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 지름 10.4m 주경의 카나리아 거대 망원경 (Gran Telescopio Canarias (GTC))에 설치된 Optical System for Imaging and low Resolution Integrated Spectroscopy (OSIRIS)을 통해서 다리아 베론야 (Daria Beronya of Ioffe Physical-Technical Institute in Saint Petersburg)와 그의 동료들은 밀리세컨드 펄서인 PSR J0740+6620의 동반 백색왜성을 관측했습니다. 


 많은 중성자별이 동반성을 지니고 있는데, 종종 백색왜성인 경우가 많습니다. 쌍성계의 경우 질량이 큰 쪽이 초신성 폭발로 최후를 맞이한 후 중성자별이 되고 나중에 동반성도 백색왜성이 되어 영원한 동반자가 되는 것이죠. 그런데 PSR J0740+6620 쌍성계는 매우 오래된 동반자로 백색왜성의 표면 온도가 3500K에 불과했습니다. 이는 이 백색왜성이 적어도 50억년 이상 되어 표면 온도가 많이 내려갔다는 의미입니다. 


 이번 연구에서는 이 백색왜성이 적어도 태양 질량의 0.2배 정도이며 순수한 헬륨 대기를 지니고 있다는 점이 밝혀졌습니다. 사실 백색왜성이나 중성자별 모두 질량에 비해 매우 작은 천체이기 때문에 관측이 쉽지 않지만, 최신의 관측 기술을 동원해 그 정체를 확인할 수 있었습니다. 다만 연구팀은 워낙 작은 크기로 동반성이 백색왜성이 아닐 가능성도 있어 추가 연구가 필요하다고 덧붙였습니다. 


 아무튼 우주에는 상상하기 어려운 독특한 쌍성계들이 여럿 존재하는 것 같습니다. 



 참고 


D. M. Beronya et al. The ultracool helium-atmosphere white dwarf companion of PSR J0740+6620? arXiv:1902.11150 [astro-ph.SR]. arxiv.org/abs/1902.11150 



댓글

이 블로그의 인기 게시물

100 테슬라급 자기장 도달

 미국의 로스 알라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory) 에서 과학자들이 지금까지 인간이 개발한 가장 강력한 자기장을 발생시키는 장치 개발에 도전하고 있습니다. 자기장의 세기를 나타내는 방법으로 자기력선의 밀도를 나타내기 위해 단위 면적당 자기력선의 수를 표시하는 단위인 테슬라 (T) 가 있습니다. (1T = 1Wb/㎡  웨버 (Wb) 는 자속의 단위)   의료용으로 사용되는 초전도체를 이용한 MRI 의 경우 1.5 - 3 테슬라급의 강력한 자기장으로 인체 내부를 볼 수 있게 만들지만 과학 연구용으로 이보다 더 강력한 자기장이 필요할 수 있습니다. 최근에 등장한 90 테슬라급 자기장에 이어 이번에 로스 알라모스 국립 연구소에서는 100 테슬라급인 100.75 T 를 실현 했다고 합니다.   이를 구현한 것은 18000 파운드 (8.16 톤 정도) 의 코일과 여기에 에너지를 공급할 1200 메가줄 (Megajoule) 급 모터 제네레이터등의 설비입니다.  (   The 1,200-megajoule motor generator that powers the magnetic pulse.  )  이와 같은 연구를 통해 알아내고자 하는 것은  Quantum Phase transitions and new ultra high field magnetic states Electronic Structure determination Topologically protected states of matter  로 요약할 수 있다고 합니다.   아무튼 수 T 급 MRI 만 해도 자기장의 힘이 엄청난데 100 T 라니 엄청난 자기장이네요. 이는 지구 자기장 세기보다 200만배 강력한 (물론 좁은 범위에서 작용하는 자기장이라 지구 전체...

고대 양서류 이야기 (2) - 악어를 닮은 거대 양서류들

  페름기에는 다양한 양막류가 진화해서 앞서 소개한 육상형 템노스폰딜리는 점차 설 자리를 잃게 됩니다. 하지만 양서류는 본래 자신의 서식지인 물과 습지에서 여전히 번성을 누렸습니다. 당시에는 악어류 같은 대형 양서형 파충류도 없던 시절이었기 때문에 이와 비슷한 생태학적 지위는 여전히 양서류의 몫이었습니다. 이들에 대한 이야기는 제 책인 포식자에서 비교적 간단히 다뤘는데, 오늘은 여기에 대한 보충 설명입니다.  책 정보:  http://book.naver.com/bookdb/book_detail.nhn?bid=13347200 Yes 24:  http://www.yes24.com/24/goods/58772859 11번가:  http://books.11st.co.kr/product/SellerProductDetail.tmall?method=getSellerProductDetail&prdNo=1977867160 알라딘:  http://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=134877825 교보문고:  http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788970447988&orderClick=LAG&Kc= 인터파크 :  http://book.interpark.com/product/BookDisplay.do?_method=detail&sc.prdNo=279593764&sc.saNo=003002003&bid1=search_auto&bid2=detail&bid3=prd_img&bid4=001 영풍문고:  http://www.ypbooks.co.kr/book.yp?bookcd=100843205&gubun=NV ...

이빨이 다시 진화한 개구리

  ( CT scans of Gastrotheca guentheri skulls revealed what appeared to be identical rows of teeth on both the upper and lower jaws, which researchers later confirmed through dissection. Credit: Florida Museum/Daniel Paluh )  개구리는 2억년 전 진화 과정에서 이빨을 잃어버리고 큰 턱과 혀를 이용해 곤충 같은 작은 먹이를 잡아 먹는 방향으로 진화했습니다. 파충류나 포유류 같은 다른 사지류와의 경쟁에서 밀려 양서류가 쇠퇴하고 멸종하던 시기에도 개구리는 여전히 생존할 수 있었던 비결입니다.   이빨이 없는 덕분에 큰 혀를 발사하기 편해졌을지는 모르지만, 이빨이 없으면 종종 불편할 때가 있습니다. 씹는 대신 삼키기 때문에 음식을 씹을 수 없다는 점은 문제되지 않지만, 필사적으로 달아나려는 먹이를 잡기 힘들기 때문입니다. 이런 이유 때문에 일부 개구리는 이빨 같이 보이는 엄니 (fang)을 지니고 있으나 이는 사라진 이빨이 다시 난 것이 아니라 다른 부분이 진화한 것입니다.   이는 돌로의 법칙 ( Dollo's Law )으로 알려져 있습니다. 진화 과정에서 퇴화한 부분이 다시 생겨나지 않으며 대신 필요하면 다른 부분이 진화해 그 역할을 대신한다는 것입니다. 예를 들어 아가미가 사라진 사지 동물은 다시 물에 들어온다고 해도 아가미가 다시 생기진 않습니다. 대신 고래처럼 폐가 커져서 그 기능을 대신하게 됩니다.   하지만 모든 법칙엔 예외가 있기 마련입니다. 남미에서 발견된 멸종 위기 개구리 중 하나인 구엔터 유대류 개구리 ( Gastrotheca guentheri, Guenther's marsupial frog, dentate marsupial frog)는 완전한 형태의 이빨을 지니고 있습니다. 참고로 유대류 개구리라는 명칭은...