우주 관측 사상 최대 방사선 뿜어낸 ‘게성운 속 펄서’

게 등딱지처럼 생겨 ‘게성운’(Crab nebula)이란 이름으로 유명한 M1 성운 중심에 있는 ‘펄서’가 관측 사상 가장 강력한 방사선을 방출했다고 천문학자들이 밝혔다.

이는 지금까지의 천문학 이론을 무시하는 것이라고 연구를 주도한 독일 막스플랑크 연구소는 설명하고 있다.

‘펄서’는 강한 자기장을 갖고 고속 회전을 하며, 주기적으로 전파나 엑스선을 방출하는 천체로, 이른바 ‘빠르게 회전하는 중성자별’을 뜻한다.

이번 발견이 이뤄진 펄서는 게성운 안에 있어, 쉽게 ‘게펄서’(Crab pulsar)라는 이름으로 불린다.

천문학자들은 카타리나 제도에 있는 매직(Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov, MAGIC) 망원경의 2011년 관측 데이터를 사용해 게펄서에서 가장 강력한 방사선 방출이 있었던 것을 발견했다. 그 수치는 무려 1테라전자볼트(TeV=1조 전자볼트)에 해당했다.

연구팀은 이번 발견이 중성자 별이 어떻게 작동하는지 예측한 여러 최신 이론을 뒤집는 결과가 될 수 있다고 말하고 있다.

이번 발견으로, 연구팀은 게펄서의 지름이 약 10km밖에 안 되지만 질량은 태양의 1.5배, 공전 횟수는 초당 30회나 되는 것으로 추정하고 있다.

또 게펄서를 둘러싼 거대 자기장은 우리 태양의 자기장보다 10조배 더 강력한 것으로 밝혀졌다.



특히 이 자기장은 전하의 움직임마저 지배할 정도로 강해 그 힘으로 별이 표면 회전 속도와 똑같이 회전한다. 이런 자기장에 지배되는 공간을 자기권이라고 부른다.

이뿐만 아니라 이 자기장에서는 별 표면에 있는 전자들을 찢어낼 만큼 강력한 전기장을 발생시키고 있었다.

이렇게 가속한 전자의 흐름은 배를 비추는 등대의 불빛처럼 시선 방향으로 가로지르는 빛의 복사를 만들어낸다고 한다.

게펄서는 지구로부터 약 6500광년 거리에 있다. 따라서 이 펄서가 방출한 가장 강력한 방사선은 사실 6500년 전에 발생했다는 것이다.

게펄서는 서기 1054년 기록으로 ‘SN 1054’로 불리는 초신성이 폭발해 남긴 잔해인 게성운 중심부에 존재한다.

한편 이번 연구성과는 국제 천문학술지 ‘천문학과 천체물리학’(Astronomy & Astrophysics) 최신호(1월 12일자)에 게재됐다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr