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우주 이야기 1068 - 미스터리 천체 마그네타의 거리를 직접 측정하다




 (Artist's conception of a magnetar -- a superdense neutron star with an extremely strong magnetic field. In this illustration, the magnetar is emitting a burst of radiation. Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)




(By observing an object from opposite sides of the Earth's orbit around the Sun, as illustrated in this artist's conception, astronomers were able to detect the slight shift in the object's apparent position with respect to much more distant background objects. This effect, called parallax, allows scientists then to use geometry to directly calculate the distance to the object -- in this case a magnetar within our own Milky Way galaxy. The illustration is not to scale. Credit: Sophia Dagnello, NRAO/AUI/NSF)


 

 연주시차는 지구의 공전을 이용해 6개월 단위로 매우 멀리 떨어진 천체를 기준으로 별의 이동 거리를 측정해 삼각형을 그려 거리를 측정하는 방법입니다. 가장 단순하면서 가장 정확한 측정 방법이지만, 가까운 거리에 있는 별만 측정이 가능하다는 것이 단점입니다. 그런데 과학자들이 지구에서 8100광년 떨어진 마그네타 (Magnetar)의 거리를 연주시차를 통해 측정하는데 성공했다는 소식입니다. 



 마그네타는 강력한 자기장을 지닌 중성자별로 자석과 별 (magnet, star)의 합성어입니다. 글자 그대로 우주에서 가장 강력한 자석이라고 할 수 있는데 그 자기장은 지구 자기장의 1조 배에 달합니다. 본래 중성자별은 크기가 줄어들어도 자기장을 그대로 보존해 표면에 강력한 자기장을 지니는데, 고속으로 회전하면서 더 강력해지는 것입니다. 마그네타는 그 중에서도 특별히 더 강력한 자기장을 지닌 중성자별로 그 이유와 성질에 대해서는 아직도 베일에 가린 부분이 많습니다. 



 호주 스윔번 대학의 하오 딩(Hao Ding, a graduate student at the Swinburne University of Technology in Australia.)과 그 동료들은 미 국립 과학 재단(National Science Foundation)의 Very Long Baseline Array (VLBA) 전파 망원경을 이용해서 우리 은하에 있는 마그네타 가운데 하나인 XTE J1810-197를 관측했습니다. 연구팀은 2019년 11월과 2020년 3-4월에 이 마그네타를 관측했습니다.



 그 결과 이 마그네타가 정확히 8100광년 떨어져 있다는 사실을 확인했습니다. 연주시차를 이용해서 처음으로 거리가 확인된 마그네타일 뿐 아니라 지구에서 매우 가까운 거리에 있는 마그네타임이 확인된 것입니다. 따라서 XTE J1810-197는 미스터리 천체인 마그네타를 연구하는 데 이상적인 목표가 될 것으로 생각됩니다. 



 과학자들은 우주에서 관측되는 미스터리 에너지 방출 현상인 Fast Radio Bursts (FRBs)의 원인 중 하나가 마그네타라고 의심하고 있습니다. 마그네타의 자기장에 축적된 에너지가 한 번에 방출된다는 이론입니다. 만약 그렇다면 가까운 거리에 있는 마그네타를 관측해서 결정적인 증거를 찾아낼 수 있을 것입니다. 



 아무튼 이 정도 거리에 있는 천체를 연주시차를 이용해 거리를 측정했다는 사실만으로도 충분히 놀라운 일입니다. 



 참고 



https://phys.org/news/2020-09-vlba-distance-magnetar.html


 H Ding et al. A magnetar parallax, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa2531 , arxiv.org/abs/2008.06438


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