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올 크리스마스 트리에는 중성자별을 달아볼까?

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2017년 12월 24일 18:00 프린트하기

[표지로 읽는 과학-사이언스]

 

 

Science 제공
Science 제공

크리스마스 트리에 어떤 별을 달아볼까? 12월 셋째주 과학저널 '사이언스'의 표지는 두 개의 맞닿은 주황색 별이 차지했다. 사실 두 별이 사이좋게 손잡고 있는 건 아니다. 이들은 밤 하늘에서 가장 밀도가 높은 천체인 중성자 별들이다. 이 둘이 아주 짧은 순간 격렬하게 충돌한 뒤, 하나로 합쳐지는 장면을 나타낸 모식도다.

 

천문학 역사상 처음으로 관측된 중성자별의 충돌은 사이언스가 선정한 2017년 과학계 10대 사건 중 1위를 기록했다. 지난 8월 중력파 관측소인 미국 라이고(LIGO)와 이탈리아 비르고(VIRGO) 연구협력단은 블랙홀이 아닌 중성자별이 충돌할 때 나온 중력파를 포착했고, 관측 날짜를 따 이 현상을 ‘GW170817’로 명명했다.

 

세계 각국의 망원경을 통해 감마선과 가시광선 등 이 현상으로 발생한 다른 신호들도 잇달아 발견됐으며, 연구팀이 신호들을 종합적으로 분석했다. 그 결과 2달 뒤인 10월 지구에서 약 1억3000만 광년 떨어진 지점에 있던 중성자별 2개가 나선형을 그리며 가까워지다 충돌해 하나가 된 것이 확인됐다. 두 별의 질량은 각각 태양의 1.36∼1.60배, 1.17∼1.36배로 추정됐다.

 

특히 이번 중성자 별의 충돌이 발견되면서 이론으로만 예측됐던 킬로노바 현상도 처음으로 확인됐다. 킬로노바는 1000배 에너지가 더 강한 신성(新星)’이라는 뜻이다. 원래 신성은 주로 어둡고 작은 천체인 백색왜성이 주변의 천체로부터 물질을 끌어들여 급격한 핵융합 반응을 일으킬 때 생긴다. 이와 달리 킬로노바는 두 중성자별이 충돌할 때처럼 무거운 원소가 붕괴하며 에너지를 방출하는 현상이다. 이번 연구를 통해 이론적으로 예측됐던 킬로노바 현상이 관측으로 증명됐다.

 

이같은 연구는 수많은 과학자의 협력하에 진행된다. 현재 라이고과 비르고 연구협력단을 포함한 전 세계 3674명의 과학자가 우주의 비밀을 풀기위해 중력파 관측에서 분석까지 힘을 모으고 있다. 연구팀은 비밀에 싸인 중성자별 내부 구조를 밝히는 데에도 도전할 계획이다.

 

한편 사이언스는 '신종 오랑우탄의 발견'과 '진화를 거듭하는 유전자가위 기술', '처음으로 임상허가를 받은 면역치료제', '30만년 전 호모사피엔스 유골발견' 등을 올해 과학계 10대 뉴스에 포함시켰다.

 

☞관련기사: 중성자별 충돌 관측, 신종 오랑우탄...2017년을 빛낸 과학계 10대 사건

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