호주 시드니 대학과 관련 연구팀이 자연 천문학(Nature Astronomy)에 발표한 최신 연구에 따르면, 천문학자들은 희귀한 유형의 우주 반복 전파 폭발 신호, 즉 서로 밀접하게 궤도를 돌고 물질을 교환하는 한 쌍의 별 시스템을 해독하는 핵심 단서를 발견했을 수 있습니다. 새로운 발견은 ASKAP J1745라는 전파원을 가리킨다. 이 전파원은 백색 왜성과 동반성으로 구성된 상호 작용하는 쌍성계에서 나오는 것으로 생각되는 장주기 전파 과도 현상을 방출한다.

소위 장주기 무선 과도 현상은 몇 분에서 몇 시간까지의 버스트 간격으로 무선 대역에서 밝고 반복적인 버스트를 생성하는 천체 개체를 의미합니다. 최근 몇 년 동안 천문학자들은 대규모 하늘 조사 중에 이러한 유형의 "느린 펄스" 신호를 우연히 발견했으며 지금까지 확인된 소스는 12개뿐입니다. 이들 중 다수는 은하수의 밀집된 먼지 지역에 위치해 있어 광학 망원경으로 직접 영상을 포착하기 어렵고 물리적 특성을 밝히는 데에도 어려움이 있습니다. 관찰에 따르면 일부 장기간의 일시적 소스는 최대 30년 동안 정기적으로 무선 펄스를 계속 방출할 수 있는 반면 다른 소스는 며칠 동안 갑자기 "목소리를 잃거나" 영구적으로 침묵하게 되는 것으로 나타났습니다.

처음에 연구자들은 이 신호가 극도로 느리게 회전하는 중성자별 펄서, 즉 거대한 별이 초신성으로 폭발한 후 남겨진 밀도 높은 핵 때문이라고 생각했습니다. 그러나 펄서의 전파 방출은 일반적으로 회전 속도가 느려짐에 따라 사라지는 것으로 알려져 있습니다. 회전 주기가 수십 분 또는 그 이상으로 느려지면 더 이상 강한 전파 방출을 생성하지 않아야 한다는 전통적인 이론이 있습니다. 더 많은 관측 데이터가 축적됨에 따라 연구팀은 백색 왜성과 같은 다른 가능성을 고려하기 시작했으며 일부 출처에서 이들이 쌍성계에 속한다는 사실을 발견했습니다. 즉, 질량이 낮은 적색 왜성과 밀접하게 공전하는 소형 물체입니다.

최근 발견된 ASKAP J1745는 호주 국립과학기관 CSIRO가 운영하는 ASKAP 전파망원경에 의해 검출돼 일종의 '격변변수'로 확인됐다. 이 유형의 시스템은 백색왜성과 동반성으로 구성됩니다. 둘은 백색 왜성이 중력을 통해 동반성으로부터 물질을 강착할 수 있을 만큼 충분히 가깝기 때문에 '강착 백색 왜성 쌍성'이라고도 불립니다. 이전 사례와 달리 연구자들은 처음으로 소스의 전파 및 X선 폭발을 쌍성의 궤도 운동과 일치시키고 광학 관측과 결합하여 해당 전파 및 X선 폭발 신호가 쌍성의 각 궤도 주기 동안 나타나는지 확인했습니다.

이렇게 빠르게 회전하는 계에서 X선 ​​복사는 주로 백색 왜성에 의해 부착된 물질이 표면으로 떨어질 때 극도로 가열되는 물질에서 나오는 것으로 생각됩니다. 이전에는 장기간의 과도 소스에서 무선 버스트의 물리적 메커니즘이 미스터리로 남아 있었습니다. 무선 신호와 X선 주기 신호를 모두 갖는 유사한 사례는 단 한 건뿐이지만 둘 사이의 구체적인 대응 관계는 명확하지 않습니다. 이번에 연구팀은 다중 대역 공동 관찰을 통해 ASKAP J1745의 펄스 전파 복사가 주로 고에너지 하전 입자와 강한 자기장의 상호 작용에서 비롯된 것으로 추론했습니다. 이 시스템의 두 별 모두 극도로 강한 자기장을 가지고 있는데, 이는 "일반적으로 핵자기공명영상보다 수천 배 더 강한" 것으로 묘사됩니다. 동반성은 충전된 물질을 백색 왜성에 지속적으로 전달하여 전파 폭발 생성에 이상적인 환경을 제공합니다.

연구자들은 여러 띠와 여러 정보 소스에 대한 이러한 획기적인 발견을 고대 이집트 상형 문자를 해독하는 "로제타 스톤"에 비유했습니다. Rosetta Stone이 학자들이 고대 문서를 해독하는 데 도움이 되도록 동일한 내용을 세 가지 언어로 기록하는 것처럼 ASKAP J1745는 전파, X선 및 가시광선의 세 대역에서 통일되고 상응하는 신호를 제공하여 전파 대역에서만 볼 수 있고 정보가 제한된 다른 장주기 일시적 소스를 이해하는 데 중요한 참고 자료를 제공합니다. 현재 ASKAP J1745는 전파부터 광학, X선까지 전체 스펙트럼에 걸쳐 강착 특성을 나타내는 최초의 장주기 과도 광원이며, 전하 물질 흐름 과정은 전파 복사 생성의 핵심 조건으로 간주됩니다.

과학계는 이번 발견이 장기간 전파 폭발의 원인을 밝히는 데 도움이 될 뿐만 아니라 극한의 물리적 과정을 연구하기 위한 보기 드문 '실험실'을 제공할 것이라고 믿고 있습니다. 이러한 시스템에서 하전 입자 흐름과 강한 자기장 사이의 상호 작용 메커니즘에 대한 심층적인 연구를 통해 천문학자들은 지구상의 실험 조건을 훨씬 초과하는 환경에서 고에너지 플라즈마, 자기장 구조 및 방사선 메커니즘에 대한 이론적 모델을 테스트하고 개발할 수 있습니다. 연구 논문의 제목은 "강착 백색왜성 쌍성의 주기적인 전파 및 X선 방출"이며 2026년 6월 Nature Astronomy에 공식적으로 게재되었습니다.