막심해(莫心海)
【정견망】
2002년 11월 7일 NASA의 웹사이트에 따르면, 과학자들은 중성자별(Neutron Star) 표면에서 28차례의 열핵 폭발이 일어나는 동안 유럽우주국(ESA)의 XMM 뉴턴 X-선 탐사 위성을 이용해 이 신비한 천체에 대한 여러 가지 주요 측정을 수행했다고 한다.
중성자별이란 중성자로 직접 구성된 밀도가 대단히 큰 성체(星體)다. 우리가 지구에서 육안으로 보는 물질은 보통 분자로 구성되는데 분자는 또 원자로 이루어져 있다. 중성자와 비교하면 분자 사이, 원자 사이, 원자와 분자 사이에는 거대한 간격이 있기 때문에 중성자별은 우리가흔히 접하는 물체와 비교하면 밀도가 깜짝 놀랄 정도로 아주 높다. 전형적인 중성자별은 지구보다 약 100조 배 밀도가 높아서 성냥갑 크기의 중성자별 물질 질량이 수십억 톤에 달한다.
이번에 관측된 중성자별은 플라잉 피쉬 별자리에 위치한 쌍성계 EXO 0748-676의 일부다. 과학자들은 이 중성자별의 질량이 태양의 약 1.4배, 지름이 약 16km로 추정한다. 장 코탐 박사 연구팀은 빛이 중성자별의 극한 중력장에서 중성자별의 대기를 통과할 때 발생하는 주파수 편이(중력 적색편이)를 이용해 중성자별의 내부 구조를 처음으로 연구하고, 중성자별의 질량과 반지름의 비율을 구해 네이처 11월 7일자에 게재했다.
코탐 박사는 “중성자별이 열핵 분출을 일으켜 주변 영역이 빛날 때만 방출된 빛과 중성자별의 극한 중력장의 상호작용으로 남긴 특징을 측정할 수 있습니다”고 말했다.
빛의 중력 편이는 중성자별의 질량과 반지름에 의해 직접 결정되고 질량 대 반지름 비율에 따라 내부 물질이 따르는 상태 방정식이 결정되기 때문이다. 이러한 종류의 측정은 중성자별의 성질을 이해하는 데 매우 중요하다. 중성자별의 정확한 질량 대 반지름 비율을 얻을 수 있다면 과학자들은 입자 가속기에서 입자 물리학자들이 찾는 현상과 유사한 중성자별 내부의 초유체와 그 상호 작용의 특성을 파악할 수 있다. 이번 관측에서 얻은 결과는 또한 중성자별이 자연계에 확실히 존재한다는 최초의 증거를 제공하는 셈이다.
“내부 구조가 잘 알려진 태양과 달리 중성자별은 인간에게 마치 블랙박스와 같습니다.”라고 논문 공동 저자인 컬럼비아 대학교의 프릿츠 페렐스 박사는 말한다. “우리는 중성자별이란 블랙박스에서 최초의 작은 구멍을 만들었습니다. 이제 이론가들은 우리가 제공한 데이터로 탐험을 계속할 수 있습니다.”
이 논문의 또 다른 공동 저자인 네덜란드 우주연구소의 마리아노 멘데즈 박사는 더 중요한 것은 이번 연구가 중력 편이를 사용해 밀도가 높은 별을 연구하는 새로운 방법을 개척한 것이라고 지적했다. 가령 쿼크별과 같은 새로운 종류의 고밀도 천체를 찾는 데 사용할 수 있을지도 모른다.
현대 과학의 새로운 발견, 특히 천체 물리학에서 관측한 현상은 인류의 시야를 크게 넓혔다. 중성자별이나 블랙홀 등 일부 물질은 불과 몇십 년 전까지만 해도 일상생활의 경험을 뛰어넘기 때문에 존재조차 의심받아 왔지만 오늘날 실험 관측을 통해 실증되었다. 눈으로 볼 수 없거나 또는 현대 과학이 아직 인식하지 못한 것들은 일률적으로 부인하는 것처럼 사람들이 일상에서 고수해 온 일부 관념들이 이미 ‘과학적’이지 않다는 것이 거듭 입증되고 있다. 지금 과학으로 설명하거나 관찰할 수 없는 일부 현상들도 장래에 아마 상식이 될지 모른다.
참고자료: http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/20021003nsexplosion.html
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/19395