[과학 이야기] 시속 400만㎞ "대포알처럼" 돌진하는 중성자별 관측

초신성 폭발 뒤 남은 펄서(Pulsar.자전 중성자별)가 시속 400만㎞ 가깝게 우주 공간을 가르며 "대포알처럼" 돌진하는 장면이 포착됐다. 이는 지구에서 달까지 단 6분 만에 돌파할 수 있는 속도다.

항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터에 따르면 국립전파천문대(NRAO) 과학자 프랭크 쉰젤 박사가 이끄는 연구팀은 지구에서 약 6천500광년 떨어진 카시오페이아자리에서 관측한 펄서 'PSR J0002+621' 관측 결과를 미국천문학회(AAS) 고에너지 천체물리학 분과회의에서 발표했다.

펄서는 대형 별이 초신성 폭발로 붕괴한 뒤 생기는 초고밀도의 급속히 회전하는 중성자별을 지칭한다. 회전할 때마다 짧고 규칙적인 주기로 펄스 형태의 전파를 방사해 맥동전파원(脈動電波源)이라고도 한다.

J0002는 초당 8.7회 회전하면서 매번 감마선을 방출하는 것으로 관측됐다.

연구팀은 NASA의 페르미 감마선 우주망원경과 전파망원경 27대를 Y자 모양으로 배열한 국립과학재단의 대형 전파간섭계 '칼 G. 얀스키 초대형배열(VLA)'을 이용했다.

J0002는 지난 2017년 '아인슈타인@홈'이라는 시민과학자 참여 프로젝트를 통해 처음 존재가 확인됐다. 시민과학자들의 컴퓨터를 연결해 페르미 우주망원경의 감마선 자료를 처리해 총 1만년이 넘는 시간을 분석했다. 이를 통해 모두 23개의 감마선 펄서를 찾아냈으며 J0002도 이 중 하나였다.

연구팀은 페르미 우주망원경 자료와 함께 규칙적인 펄스 신호에서 나타나는 미세한 시간 차이를 분석해 펄서 자체의 움직임을 확인하는 '펄서 타이밍' 기법을 활용해 J0002가 어떤 방향으로 얼마나 빨리 움직이는지 분석했다.

그 결과는 약 1만년 전 발생한 초신성 폭발로 CTB 1에서 고속으로 퉁겨져 나왔을 것이라는 가설과 일치했다.