지난 주, 지금까지 발견된 가장 어린 중성자별의 나이가 37세인 것으로 밝혀졌습니다. 탄생을 축하하기 위해 제임스 웹 우주 망원경은 마침내 초신성 구름의 잔해 속에 숨겨져 있던 가장 직접적인 증거를 발견했습니다.
보통 천체의 나이를 이야기하면 수백만년, 수십억년에 달하기 때문에 레이디 가가보다 어린 것을 찾는다는 게 이상하게 느껴졌다. 더 이상한 점은 이 제품이 태어난 날짜인 1987년 2월 23일까지 추적할 수 있다는 것입니다. 즉, 지난 금요일에 37번째 생일을 축하했다는 의미입니다.
우리가 이 날짜를 그토록 확신을 가지고 결정할 수 있는 이유는 그 탄생이 단지 몇 세기에 한 번씩 일어나는 사건, 즉 육안으로 볼 수 있을 만큼 지구에 충분히 가까운 초신성의 결과이기 때문입니다. SN1987A는 1987년 초 밤하늘을 밝혔으며 약 168,000광년 떨어진 은하수를 공전하는 왜소은하인 대마젤란은하까지 빠르게 추적되었습니다. 그곳에서는 청색 초거성이 붕괴 및 폭발한 것으로 보이며, 아마도 블랙홀이나 중성자별을 남긴 것으로 추정됩니다.
천문학자들은 그 이후로 이 천체의 흔적을 찾아왔습니다. 2019년 카디프 대학의 한 팀은 구름 속의 특정 먼지 조각이 특정 파장의 빛에서 다른 먼지 조각보다 더 밝다는 것을 발견했습니다. 다른 사람들도 유사한 간접적인 증거를 찾았지만, 이제 새로운 연구에서는 아기 중성자별이 거기에 살고 있다는 가장 직접적인 증거를 발견했습니다.
최근의 많은 발견과 마찬가지로 이번 발견의 열쇠는 제임스 웹 우주 망원경에 있습니다. 천문학자들은 적외선 장비를 사용하여 SN1987A 구름의 가스와 먼지 스펙트럼을 분석한 결과 그 안의 아르곤이 5번 이온화되었음을 발견했습니다. 이는 본질적으로 원자의 전자 18개 중 5개가 벗겨졌다는 것을 의미합니다. 이 과정에는 매우 높은 에너지의 광자가 필요하며 이는 중성자별이 존재한다는 증거입니다.
이번 연구의 제1저자인 클래스 프란슨(Claes Fransson)은 "분출물에서 관찰한 이온을 생성하려면 SN1987A 잔해의 중심에 고에너지 방사선원이 있어야 한다는 것이 분명했습니다. 논문에서 우리는 다양한 가능성에 대해 논의한 결과 소수의 경우만이 가능하다는 사실을 발견했으며 모두 새로 탄생한 중성자별과 관련이 있다는 것을 발견했습니다."라고 말했습니다.
그럼 먼저 SN-1987A의 37번째 생일을 축하해주세요! 인간은 이 나이에 중년의 위기에 대비하고 있지만 중성자별은 이제 막 첫 숨을 쉬고 있으며 수십억 년 동안 빛날 수 있습니다.
물론, 우리는 이 진술에 대해 몇 가지 경고를 인정해야 합니다. 우선 기술적으로 거리를 고려하면 이 중성자별의 나이는 168,037년이다. 하지만 이렇게 시간을 조정하기 시작하면 상황이 엉망이 됩니다. 여기 지구상에서 우리의 관점으로 사물을 설명하는 것은 일반적인 사용법이며 그것이 우리의 유일한 관점이기 때문에 훨씬 더 깔끔합니다.
둘째, 우주에서는 새로운 중성자별이 끊임없이 탄생하고 있기 때문에 기술적으로 가장 어린 중성자별의 기록은 SN1987A 이후 불과 몇 초 만에 깨질 것입니다. 그러나 우리는 인간이 직접 발견한 가장 어린 중성자별에 대해 이야기하고 있으며 이를 통해 그들의 수명 주기의 초기 단계를 연구할 수 있습니다.
해당 연구는 사이언스 저널에 게재됐다.