우리은하 내에서 블랙홀보다 작고 중성자별보다 큰 천체 발견

전파 펄서와 동반자 천체 블랙홀 상상도 중앙 위쪽의 가장 밝은 별이 전파 펄서(  PSR     J0514-4002E  )이고 아래쪽 주황색 천체가 전파 펄서에서 800만㎞ 떨어져서 7일마다 서로 한 바퀴씩 공전하고 있는 동반자 천체인 블랙홀이다.

 

 

국제연구팀이 4만 광년 떨어진 우리 은하 내 구상성단 NGC 1851에서 중성자별보다 무겁고 블랙홀보다는 가벼운 수수께끼 같은 천체를 발견했습니다. 이 발견은 과학 저널 '사이언스(Science)'에 보고되었습니다. 중앙 위쪽에 위치한 가장 밝은 별이 전파 펄서 PSR J0514-4002E이고, 아래쪽 주황색 천체가 이 전파 펄서에서 800만km 떨어져 7일마다 서로 공전하고 있는 동반자 천체, 즉 블랙홀일 가능성이 있는 천체입니다.

 

영국 맨체스터대학과 독일 막스 플랑크 전파천문학 연구소 등 국제 연구팀은 남아프리카 전파천문대 '미어캣' 망원경을 사용하여 이 쌍성계를 관측했습니다. 연구팀은 이 천체가 이론적으로 가장 큰 중성자별보다 크고 가장 작은 블랙홀보다 작다고 밝혔으며, 이는 '전파 펄서-블랙홀' 쌍성계를 처음 발견한 것일 수 있다고 설명했습니다.

 

남아프리카의 카루 반사막지대(  semi-desert  )에 있는 고감도 전파망원경 '미어캣'(  MeerKAT  ).

 

벤 스태퍼스 맨체스터대 교수는 전파 펄서와 쌍을 이룬 천체가 블랙홀이라면 중력 이론을 테스트하는 중요한 대상이 될 수 있고, 중성자별이라면 초고밀도 핵물리학에 새로운 통찰력을 제공할 수 있을 것이라고 말했습니다. 구상성단은 별들이 구 형태로 밀집된 집합체로, 상호작용과 충돌이 빈번하게 발생합니다.

 

전파 펄서 PSR J0514-4002E는 초당 170회 이상 회전하며 전파를 방출하는 중성자별로 확인되었으며, 이와 800만km 떨어진 곳에서 7일마다 서로 공전하는 천체는 중성자별 2개의 충돌로 형성된 것으로 추정됩니다. 중성자별은 보통 다른 별을 흡수하거나 충돌하여 질량이 커지면 붕괴하며, 강한 중력을 가지면 블랙홀로 변할 수 있습니다.

 

이번에 발견된 전파 펄서의 동반자 천체는 태양 질량의 2.09~2.71배로 분석되었으며, 이는 가장 큰 중성자별보다 크고 가장 작은 블랙홀보다 작아 분류가 어려운 상태입니다. 연구팀은 이 천체가 중성자별과 블랙홀 사이 질량의 천체에 대한 이해를 높이는 전환점이 될 것이라고 밝혔습니다.