1번사진 마그네타 상상도
2,3번 사진 챈들러 위성 관측 데이터기반 가공 이미지
태양보다 8배 이상 무거운 항성이 초신성 폭발을 일으킬 때 형성된다고 여겨지는 중성자별들 중에는, 전형적인 중성자별의 최대 1000배라는 강력한 자기장을 띄는 마그네타 라고 불리는 별이 있습니다.
작년에 발견된 관측사상 가장 어린 것으로 판단되는 마그네타를 X선으로 관측한 이미지가 이번에 공개되었습니다.
두번째 사진의 중앙에 보라색으로 색이 입혀진 천체가 미항공우주국 NASA의 X선 관측위성 챈들러에 의해 관측된 마그네타 「Swift J1818.0-1607」입니다.
실제로 보라색으로 보이는 게 아니라 사람의 눈에는 보이지 않는 X선 관측데이터를 기반으로 자의적으로 색을 입혔습니다. 더욱이 배경에 보이는 다른 별들은 적외선 관측데이터를 기반으로 색을 입힌 것이기에 이 별들도 사람의 눈으로 보게되는 밤하늘의 별과는 다릅니다.
「궁수자리」 방향으로 약 2만 천 광년 떨어진 위치의 Swift J1818.0-1607는 2020년 3월 12일 NASA의 감마선 관측위성 닐 게렐스 스위프트에 의해 처음으로 검출된 이후, 유럽우주기구 ESA나 NASA의 X선 관측위성, 거기에 지상의 전파망원경에 의한 추가관측이 이루어졌습니다.
지금까지 대략 3000개가 발견된 중성자별들 중에 마그네타는 1%수준입니다. Swift J1818.0-1607는 31번째로 발견된 마그네타로 자전주기가 여지껏 발견된 마그네타중 가장 짧은 약 1.4초라고 알려져있습니다.
앞에서 언급한대로 마그네타의 자기장은 중성자별들 중에서도 상당히 강력해서, 만약 마그네타가 지구-달 사이 거리의 1/6인 약 6만 4천km 위치에 있게된다면 지구상의 모든 자기카드(신용카드 등)의 데이터가 삭제될 수준이라고 합니다.
웨스트 버지니아 대학의 Harsha Blumer씨와 매니토바 대학의 Samar Safi-Harb씨는 발견된지 3주 정도 지난 4월 3일에 챈들러 위성을 이용해서 Swift J1818.0-1607을 관측했습니다. X선이 희미하게 확산된 형태로 포착된 고해상도 이미지를 통해 마그네타를 둘러싸고 있는 먼지들이 X선을 반사시키고 있는 것으로 추정하고 있습니다.
글 서두에서 언급했듯 Swift J1818.0-1607는 관측사상 가장어린 마그네타로 여겨지고 있습니다. 두 사람에 의하면 Swift J1818.0-1607는 태어난지 470년이 지난 것으로 추정중으로(작년 6월에 발표된 파비아 고등연구소의 Paolo Esposito씨등 연구진의 추정으로는 240년이라고 합니다), 인류는 16세기 경에 이 마그네타를 만들어낸 초신성폭발을 목격했을 가능성이 있습니다.
이정도로 최근에 발생한 초신성이라면 주위에 초신성 폭발 잔해가 남아있어도 이상할 일이 아닙니다. 두 사람이 적외선 우주망원경 스피쳐나 미국의 칼 잔스키 초대형 간섭전파망원경군 (VLA)의 관측데이터를 분석한 결과 Swift J1818.0-1607에서 떨어진 거리에서 잔해로 보이는 것이 발견되었다고 합니다.
다만, 초신성폭발이 일어나면서 중성자별이 고속으로 튕겨져 나오는 경우는 있어도 Swift J1818.0-1607와 초신성폭발의 잔해로 보이는 것들 사이의 거리가 너무 떨어져있다고 합니다.
가령, 초신성폭발이 약 500년전이 아니라 5000-10000년전이었다고 해도 관측된 둘 사이의 거리관계를 만족시키기 위해서는 여지껏 중성자별에서 관측된 적이 없는 고속인 초속 3600~7300km으로 튕겨져 나와야만 하기에, 둘 사이의 연관성을 조사하기 위해서 계속해서 Swift J1818.0-1607의 고유운동 (천구상의 겉보기움직임) 측정과 고해상도 전파관측이 필요하다고 합니다.
또한 마그네타의 대다수가 X선으로만 관측되지만 그 중 일부는 전파로도 관측이 가능한데 Swift J1818.0-1607도 전파로 관측이 가능한 마그네타입니다. Blumer씨와 Safi-Harb씨는 분석결과, Swift J1818.0-1607가 일반적인 마그네타보다 자전에너지를 X선으로 변환하는 효율이 낮은 편으로 마그네타와 펄서 (별의 자전에 동기된 펄스 형태의 전자파가 관측되는 중성자별)의 중간 특성을 가지고 있다고 결론지었습니다.
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관측사상 나이가 가장 어린 마그네타라고는 하지만 일반적인 항성이 초신성 폭발로 재탄생한 거고 재탄생 시점이 가장 최근인 마그네타라는 이야기입니다.
솔직히 펄서도 중성자별의 한 종류라는 것도 첨 알았습니다. 백색왜성에서도 펄서가 있다는 것도요.
마그네타도 중성자 별로 지각에 몇센치 미터의 산이 생기는데 그것 무게가 상상을 초월하고 그것이 중력에 쪼개지고 무너지면 그때 성진이라고 해서 지진이 발생하는데 그때도 GRB(감마선폭발)가 발생할 정도로 무시무시한 에너지를 가졌다네요.
일반 중성자별 보다 자기장은 훨씬 강력하고 시간이 지남에 따라 자력을 잃으면서 일반 중성자별이 된다고 하더군요.
(추가) 언급한 마그네타에 대한 너튜브 영상이 올라왔네요.