중성자별 둘레서 `휘어진 時空間’ 관측
아인슈타인이 일반상대성이론으로 예측한 `휘어진 시공간’이 중성자별 주변에서 발견됐다고 스페이스 닷컴이 27일 보도했다.

미시간 주립대와 미항공우주국(NASA) 과학자들은 각각의 연구 결과 휘어진 시공간이 중성자별들 주위에 거품처럼 몰려있는 철분 가스의 뭉개진 선으로 나타났다고 밝혔다.

연구진은 이런 왜곡 현상이 이미 블랙홀들, 그리고 심지어 지구 둘레에서도 발견됐기 때문에 놀라운 일은 아닐지 몰라도 물리학의 기본적인 의문에 답을 제공하는 중요한 의미를 갖고 있다고 강조했다.

연구진은 중성자별의 중심부에는 미지의 입자, 또는 쿼크 물질 같은 물질 상태가 존재할 가능성이 있지만 이것을 실험실에서 만들어낼 수는 없으며 이를 발견하는 유일한 길은 중성자별을 이해하는 것 뿐이라고 말했다.

중성자별은 블랙홀이 되기에는 너무 작은 초신성의 잔해로 태양 질량 정도의 물질이 지름 몇㎞의 구(球)에 몰려있는 초고밀도 별이며 몇 컵 정도의 무게가 에베레스트산보다도 무거울 정도이다.

학자들은 중성자별을 자연상태에서 일어날 수 있는 가장 극단적인 압력을 받을 때 물질이 어느 정도까지 압축될 수 있는지를 연구하는 본보기로 삼고 있다.

연구진은 유럽우주국(ESA)의 XMM-뉴턴 X선 망원경과 일본-NASA 합작 스자쿠 X선 망원경을 이용해 뱀자리에 있는 서펜스 X-1과 GX349+2 및 4U 1820-3- 등 세 개의 중성자별 쌍성계를 조사하는 과정에서 중성자별들의 표면 바로 뒤쪽에서 광속의 40%로 소용돌이치는 원반 형태의 뜨거운 철분 원자에서 나오는 스펙트럼 선들을 발견했다.

이처럼 초고온 철분원자의 존재를 나타내는 스펙트럼 선들은 대칭 형태의 첨단부를 드러내는 것이 정상인데 학자들의 관측에서는 비뚤어진 첨단부가 나타났다. 이는 상대론적 효과에 의한 왜곡을 시사하는 것이다.

극도로 빠른 가스의 운동, 즉 강력한 상대 중력이 스펙트럼 선을 번지게 해 파장이 긴 쪽으로 기울어지는 것이다.

학자들은 또 원반의 내부가 중성자별의 표면보다 가까이서 돌 수는 없다는 점을 근거로 중성자별의 크기가 지름 33㎞를 넘을 수 없다는 결론을 내렸다.

XMM-뉴턴 망원경 연구는 8월1일자 천체물리학 저널에 발표됐으며 스자쿠 X선 망원경 연구는 같은 학술지에 게재될 예정이다.

(서울=연합뉴스) youngnim@yna.co.kr
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