우주 미스터리 풀어줄 157일 주기 '빠른 전파 폭발' 확인

주기성 확인된 두 번째 FRB…정체 확인 단서 제공 기대

 

FRB를 일으키는 천체(청색)가 동반 천체를 157일 주기로 도는 것을 상정하고 있다. [University of Manchester, Kristi Mickaliger 제공]

우주 공간에서 순간적으로 강한 분출을 일으키고 1천분의 1초(밀리초)만에 사라지는 정체를 알 수 없는 전파인 '빠른 전파 폭발'(Fast Radio Burst) 중 157일마다 폭발이 반복되는 것이 포착됐다.

주기성을 가진 FRB는 이번이 두 번째여서 현대 천문학의 미스터리로 남아있는 FRB 기원을 밝혀내는데 중요한 단서를 제공해 줄 것으로 기대되고 있다.

영국 맨체스터대학교에 따르면 이 대학 카우스투브 라즈와데 박사가 이끄는 국제 연구팀은 조드럴뱅크 전파 천문대의 러벌 망원경으로 'FRB 121102'를 4년여에 걸쳐 장기 관측한 끝에 157일마다 반복되는 주기성을 확인했다고 '왕립천문학회 월보'(MNRSS) 최신호에 발표했다.

연구팀은 전파 폭발이 주기적으로 반복해서 일어나는 것은 대형 별이나 중성자별, 블랙홀 등의 궤도 운동과 연관돼 있다는 점을 의미할 수 있다고 해석했다.

지난 2012년 11월 2일 푸에르토리코의 아레시보 전파 망원경으로 처음 포착된 FRB 121102는 같은 곳에서 반복되는 몇 안 되는 FRB로 이미 주목받아 왔다.

FRB는 지난 2007년에 처음 포착됐는데 이후 10년 가까이 별의 폭발 등과 같은 일회성 사건과 연관된 것으로 여겨졌다. 그러나 2016년에 FRB 121102가 포착된 곳에서 전파 폭발이 다시 잡히면서 이런 생각도 바뀌게 됐다.

밀리초의 순간이지만 같은 장소에서 반복되면서 FRB 121102가 약 30억 광년 떨어진 왜소은하의 블랙홀 근처에 있는 자기장이 강하고 온도가 높은 중성자별에서 비롯된 것이라는 연구 결과가 나오기도 했다.

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하지만 최근까지도 FRB 121102는 불규칙적으로 반복되는 것만 알려졌을 뿐 주기성을 가진 것은 확인되지 않았다.

FRB 121102에 앞서 주기성을 가진 것으로 밝혀진 FRB는 지구에서 약 5억 광년 떨어진 나선은하 외곽의 별 형성 영역에서 포착된 'FRB 180916.J0158+65'가 유일하다. 이 FRB는 16.35일 주기로 반복하는 것으로 밝혀졌다.

라즈와데 박사는 "전파폭발에서 이런 형태(modulation)를 볼 수 있는 시스템이 단 두 개밖에 없다는 점에서 흥미롭다"면서 "주기성 확인은 전파 폭발의 기원을 좁히는 중요한 단서가 되며, 활동 주기는 세차운동을 하는 중성자별이라는 주장에 대한 반대 논거도 제공한다"고 했다.

반복되는 FRB가 자기장이 매우 강한 중성자별 자기축의 세차 운동으로 설명될 수 있지만 폭발 주기가 157일에 달하는 것은 이런 별의 자기장 크기를 고려할 때 설명하기 어렵다는 것이다.

이번 연구에서 자료분석 기술을 개발해 주기성 확인에 기여한 웨스트버지니아대학의 던컨 로리머 박사는 "이 흥미로운 발견은 FRB에 관해 우리가 알고 있는 것이 얼마나 적은지를 잘 보여준다"면서 "주기적 전파폭발의 기원에 관해 더 명확한 그림을 얻고 설명을 하려면 더 많은 FRB를 관측하는 것이 필요하다"고 했다.

/연합뉴스

[출처] http://dongascience.donga.com/news.php?idx=37312