'블랙 위도우' - 항성 동반자를 삼킨 후 가장 무거운 중성자성

 

중성자별

천문학자들은 지구에서 3,000광년 떨어진 우주에 숨어있는 블랙 위도우(black widow)를  관찰했습니다.   

 

밀도가 높고 태양 질량의 두 배 이상의 잔해를 가진 이 중성자별(a neutron star)은 현재까지 알려진 중성자별 중 가장 무겁습니다. 이 물체는 초당 707회 회전하며 은하수에서 가장 빠르게 회전하는 중성자 별 중 하나입니다.

 

 

중성자 별은 암컷 거미인 블랙 위도우로 알려져 있습니다. 이유는 블랙 위도우는 짝짓기 후 훨씬 작은 수컷 파트너를 소비하는  거미로 알려져있고, 이 별은 블랙 위도우와 마찬가지로 별이 동료 별의 질량 대부분을 조각내고 삼켜버렸기 때문입니다.

 

 

이 별의 향연 덕분에 블랙 위도우는 지금까지 관측된 것 중 가장 무거운 중성자별이 되었습니다.  천문학 저널에서는 연구 결과를 자세히 발표했습니다. 천문학자들은 하와이 마우나케아에 있는 WM 케크(Keck) 천문대에 있는 케크망원경을 사용하여 별의 무게를 측정할 수 있었습니다. 

 

 

천문대의 저해상도 이미징 분광계는 고열로 인해 빛을 발하는 조각난 동반성에서 가시광선을 기록했습니다. 동반자 별은 이제 큰 가스 행성 크기 또는 목성 질량의 20 배 정도입니다. 중성자별을 향하는 동반성의 측면은 화씨 10,700도(섭씨 5,927도)로 가열되어 망원경으로 볼 수 있을 만큼 뜨겁고 밝습니다. 

 

 

연구 저자인 스탠포드 대학의 로저 W. 로마니 물리학과 교수는 중성자별 코어는 블랙홀을 제외하면 우주에서 가장 밀도가 높은 물질이며 중성자별 1세제곱인치(16.4세제곱센티미터)의 무게는 100억 톤 이상이라고  말했습니다.

 

 

연구원들에 따르면 이 특정 중성자별은 지구에서 볼 수 있는 가장 밀도가 높은 물체입니다. "우리는 물질이 우라늄 원자의 핵에서와 같이 핵 밀도에서 어떻게 행동하는지 대략적으로 알고 있습니다."라고 연구 공동 저자인 알렉스 필리펜코 교수는 성명에서 말했습니다. 필리펜코 교수는 UC 버클리 대학에서 천문학 교수 및 저명한 물리학 교수라는 이중직을 보유하고 있습니다.

 

 

"중성자별은 하나의 거대한 핵과 같지만 태양 질량의 1.5배, 즉 약 500,000개의 지구 핵 질량이 모두 함께 붙어 있을 때 어떻게 행동할지 전혀 명확하지 않습니다." <PSR J0952-0607>과 같은 중성자별은 회전할 때 전파, X선 또는 감마선을 통해 정기적으로 빛을 방출하는 우주 등대처럼 작동하기 때문에 펄서라고 합니다.

 

 

일반 펄서는 1초에 한 번 회전하고 깜박이지만 이 펄서는 초당 수백 번 펄싱합니다.  이는 중성자별이 동반성에서 물질을 떼어내면서 더 많은 에너지를 받기 때문입니다. 필립펜코 교수는 "짝의 상당 부분을 먹어 치운 블랙 위도우 펄서가 이제 짝을 가열하고 증발시켜 행성 덩어리로 만들고 아마도 완전한 전멸로 만들 것"이라고 말했습니다.

 

 

천문학자들은 2017년에 처음으로 중성자별을 발견했고 필립펜코 교수와 로마니 교수는 10년 이상 유사한 블랙 위도우 시스템을 연구했습니다. 그들은 중성자별이 얼마나 커질 수 있는지 이해하려고 노력해 왔습니다. 중성자별이 너무 무거워지면 붕괴하여 블랙홀이 됩니다.

 

 

<PSR J0952-0607> 별은 태양 질량의 2.35 배로 현재 중성자 별의 상한선으로 간주되고 있다고 연구원들은 말했습니다. 필립펜코 교수는 블랙 위도우와 블랙홀 가장자리에서 떠도는 유사한 중성자 별을 계속 찾을 수 있지만 아무것도 찾지 못하면 2.3 태양 질량이 블랙홀이 되는 진정한 한계라고 생각한다고 말했습니다.