[아하! 우주] 진정한 ‘아기별’?…형성된지 240년밖에 안 된 중성자별 발견

지난 3월 12일 지구에서 궁수자리 방향으로 1만6000광년 떨어진 곳에서 중성자별이 새롭게 발견됐다. 이 중성자별은 미국항공우주국(NASA)의 우주망원경 ‘닐 게렐스 스위프트’에 의해 발견돼 ‘스위프트 J1818.0-1607’(Swift J18.0-1607)로 명명됐다.

그 후 유럽우주국(ESA)의 ‘XMM-뉴턴’과 NASA의 ‘누스타’라는 두 우주망원경으로 추가 관측한 결과, 해당 중성자별은 형성된 지 불과 240년밖에 지나지 않은 것으로 밝혀졌다.

이는 우리 인간의 나이로 치면 꽤 오래된 것이지만, 형성된 시기가 보통 몇천만 년에서 몇억 년이 넘는 별의 세상에서 보면, 여전히 갓 태어난 신생아 수준이라고 할 수 있다. 즉 이 별이야말로 진정한 ‘아기별’이라고도 할 수 있는 것이다.

중성자별은 질량이 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 뒤 남는 천체이다. 지름이 15~30㎞ 정도로 작지만 대형 천체가 내뿜는 빛과 동등한 밝기를 갖는다. 그리고 무엇보다 가장 큰 특징은 우주에서 블랙홀에 버금가는 초고밀도를 자랑한다는 것이다.

이번에 발견된 중성자별은 질량이 태양의 2배나 되는데, 크기는 태양의 1조 분의 1밖에 되지 않는다. 거기에 모든 질량이 담겨 있어 상당한 고밀도라고 할 수 있다.

놀라운 점은 이 중성자별이 무려 극히 보기 드문 ‘마그네타’라는 것이다. 이는 매우 강력한 자기장을 갖는 중성자별의 한 종류로, 초신성 폭발을 일으키는 별 10개 중 1개가 이런 마그네타가 되는 것으로 알려졌다.

그 자기장은 일반적인 중성자별의 1000배, 지구의 몇백만 배에 이른다. 하지만 실제로 발견된 마그네타의 수는 매우 적은 데 지금까지 발견된 중성자별 3000여개 중 31개밖에 없는 것으로 전해졌다.

게다가 이번 중성자별은 기존에 알려진 마그네타 중에서도 가장 젊어서 탄생한 지 얼마 안 된 상태를 관찰할 수 있을 것으로 기대된다.

지금까지 연구에 따르면, 마그네타는 X선에 가세해 미약한 빛인 ‘전파선’이나 우주에서 가장 에너지가 강한 빛인 ‘감마선’도 내는 것을 알려졌다.

마그네타는 젊었을 때 가장 활동적이며 해마다 물리적 성질이나 행동을 바꾼다. 따라서 이번과 같이 젊은 마그네타는 그 형성이나 성장 과정을 밝히는 데 큰 도움이 될 것이라고 연구자들은 기대하고 있다.

자세한 연구 결과는 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters) 최신호에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr