물리 중력파를 증명하기 위한 중성자별 정밀측정

2014.07.07 14:37

중력파를 증명하기 위한 중성자별 정밀측정 http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2014070156&service_code=03
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2014-07-07

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앨버트 아인슈타인(Albert Einstein)이 자신의 상대성이론의 일부로서 중력파의 존재를 제안했을 때, 거의 1세기 뒤까지 계속되는 지식의 추구가 시작되었다. 시공 연속체에 나타나는 이러한 물결이 강력한 매력을 발휘하고 있는 이유는 이러한 중력파가 우리들로 하여금 시간을 거슬러 매우 초기의 우주를 연구할 수 있게 해주는 정보를 갖고 있다고 생각되기 때문이다. 그러나 증거의 무게가 계속 형성됨에도 불구하고, 그 존재를 확실히 확인하는 일은 여전히 과학자들을 곤란하게 하고 있다.

그런데 이번에 워릭대(University of Warwick)와 모나쉬대(Monash University)의 연구진이 고속으로 회전하는 중성자별을 정밀하게 측정함으로써 퍼즐의 또 다른 조각을 제안했다. 중성자별은 우주에서 가장 작고 가장 밀도가 높은 별들 중 하나이다. 충돌하는 블랙홀과 빅뱅과 함께 중성자별들은 모두 중력파의 원천이 될 수 있을지 모른다. ‘The Astrophysical Journal’에 발표된 연구에서, 모나쉬대와 워릭대의 과학자들은 전갈자리X-1(Scorpius X-1) 궤도에 대한 측정의 정밀도를 크게 향상시켰는데, 전갈자리 X-1은 근처의 동료 별을 먹어치우는 중성자별을 포함하고 있는 쌍성계이다. 이러한 상호작용으로 인해 전갈자리는 태양을 제외하고 하늘에서 가장 강력한 X-선의 원천이 되고 있다.

전갈자리 X-1에서 방출되는 중력파를 탐색하는데 있어서 주된 어려움은 중성자별의 궤도에 관한 정확한 지식의 부족이었다고 모나쉬 천체물리학센터의 던칸 갤러웨이(Duncan Galloway) 박사는 말했다. “전갈자리 X-1의 궤도와 다른 파라미터들을 다듬기 위해 우리는 협력하였으며, 그 목적은 중력파 탐색의 감도를 크게 높이기 위한 것이었다. 중력파를 검출하게 되면 관측의 새로운 창이 열릴 것이며 우리는 우주에 있는 대상들을 전통적인 천문학 기술들을 이용해서는 달성될 수 없는 방식으로 연구할 수 있게 될 것”이라고 갤러웨이 박사는 말했다.

모나쉬대 박사생인 샤키아 프레마찬드라(Shakya Premachandra)는 연구팀의 측정을 향상시키기 위한 특수한 기술들을 배우느라 워릭대에서 석 달을 소비했다. 워릭대 천문학천체물리학연구팀의 대니 스티그스(Danny Steeghs) 박사의 지도 하에, 프레마찬드라는 조사 데이터를 연구하였고 워릭대 천문학자들이 개발한 특수한 소프트웨어 프로그램을 익혔다. 스티그스 박사는 2009년에 모나쉬대와 중력파 연구를 처음 시작했으며 모나쉬워릭협력(Monash Warwick Alliance)으로부터 씨드펀딩(seed funding) 지원을 받았다. “모나쉬워릭협력의 도움 덕분에, 우리는 우리의 전문지식들을 결합하여 연구를 실질적으로 진전시킬 수 있는 진정한 기회를 빨리 확인하였고, 지속적인 협력을 위한 야심 찬 계획으로 이어졌다”고 스티그스 박사는 말했다.

* 그림 : 중성자 별을 삼키는 블랙홀.

[출처] http://www.sciencedaily.com/releases/2014/06/140627112714.htm

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