[우주를 보다] 초신성 잔해서 발견된 ​‘외로운 중성자별’ 미스터리

‘외로운 중성자별'(The Lonely Neutron Star)이 발견되어 화제가 되고 있다. 미 항공우주국(NASA)이 운영하는 ‘오늘의 천체사진'(APOD) 9월 30일자 기사에 따르면, 한 초신성 폭발로 남은 잔해에서 발견된 중성자별이 잔해의 원형 성운 중심이 아니라 가장자리에 위치해 있어 천문학자들 사이에 그 이유에 대해 많은 논란을 불러일으키고 있다.

위의 합성 사진에서 문제의 ‘외로운 중성자별’은 초신성 잔해 E0102-72.3의 왼쪽 아래 근처에 있는 적색 성운 중심의 파란색 점이다. 사진에서 청색으로 나타난 부분은 NASA의 찬드라 우주망원경의 X선 관측으로 잡은 것이고, 붉은색과 녹색은 칠레의 유럽남방천문대(ESO)의 초거대 망원경과 NASA의 허블우주망원경이 가시광선으로 잡은 것이다.

보통 태양 질량 8~25배에 행당하는 별이 최후를 맞을 때 초신성 폭발을 일으키고, 그 잔해의 중앙에 고밀도의 중성자별이 생성되는 것으로 알려져 있다. 고밀도 별로 찻술 하나 만큼의 질량이 1억 톤에 달한다. 이번에 E0102-72.3 초신성 잔해에서 발견된 중성자별이 한쪽으로 치우쳐져 있는 것은 ​전례가 없는 특이 현상으로 천문학자들을 당황하게 만들고 있다.

참고로, 별은 타고난 질량에 따라 다른 진화의 길을 걷게 되는데, 일반적으로 태양 질량의 0.08~8배는 적색거성→행성상성운→백색왜성으로 가고, 태양 질량의 8~25배는 적색거성→초신성 폭발→중싱자별로, 태양 질량의 25배 이상은 적색거성→청색거성→초신성 폭발→블랙홀을 길을 걷게 된다.

E0102의 중성자별의 특이 현상은 별이 초신성 폭발 자체에 의해 성운의 중심으로부터 밀려 났을 수도 있다는 가설이 나왔지만, 중성자별이 주위의 붉은 고리 중심에 위치하는 이유를 설명해주지 못하고 있다. 또 다른 가설은 성운 자체가 다른 시나리오에 의해, 예컨대 다른 별의 영향 등으로 한 방향으로 쓸려나갔을 수도 있다는 것이다.

어쨌든 추가적인 관측이 이루어지면 ‘외로운 중성자별’ 미스터리는 곧 풀릴 것으로 보인다.

이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com